Pemilihan bahan dalam pemprosesan PCBA

pemprosesan PCBA (Perhimpunan Papan Litar Bercetak) ialah pautan penting dalam industri pembuatan elektronik. Pemilihan bahan adalah penting dalam pemprosesan PCBA. Ia bukan sahaja menjejaskan prestasi dan kebolehpercayaan produk, tetapi juga berkaitan secara langsung dengan kos pengeluaran dan keperluan perlindungan alam sekitar. Artikel ini akan meneroka secara terperinci strategi pemilihan bahan dan pertimbangan utama dalam pemprosesan PCBA.

1. Bahan substrat

1.1 Bahan FR4

FR4 adalah bahan substrat PCB yang paling biasa digunakan, yang merupakan komposit gentian kaca dan resin epoksi dan mempunyai sifat penebat yang baik, kekuatan mekanikal dan rintangan haba. Ia sesuai untuk kebanyakan produk elektronik, terutamanya elektronik pengguna.

1.2 Bahan frekuensi tinggi

Untuk papan litar frekuensi tinggi, seperti frekuensi radio (RF) dan peralatan komunikasi gelombang mikro, bahan frekuensi tinggi dengan pemalar dielektrik rendah dan faktor kehilangan rendah diperlukan. Bahan frekuensi tinggi biasa termasuk PTFE (polytetrafluoroethylene) dan substrat seramik, yang boleh memastikan integriti isyarat dan kecekapan penghantaran.

1.3 Substrat logam

Substrat logam sering digunakan dalam peranti elektronik berkuasa tinggi yang memerlukan prestasi pelesapan haba yang baik, seperti lampu LED dan modul kuasa. Substrat aluminium dan substrat kuprum adalah bahan substrat logam biasa. Mereka mempunyai kekonduksian terma yang sangat baik, yang boleh mengurangkan suhu operasi komponen dengan berkesan dan meningkatkan kebolehpercayaan dan hayat produk.

2. Bahan konduktif

2.1 Kerajang kuprum

Kerajang tembaga adalah bahan konduktif utama pada papan PCB, dengan kekonduksian dan kemuluran yang baik. Mengikut ketebalan, kerajang tembaga dibahagikan kepada kerajang tembaga tebal standard dan kerajang tembaga ultra-nipis. Kerajang kuprum tebal sesuai untuk litar arus tinggi, manakala kerajang kuprum ultra nipis digunakan untuk litar halus berketumpatan tinggi.

2.2 Penyaduran logam

Untuk meningkatkan prestasi pematerian dan rintangan pengoksidaan, kerajang tembaga pada papan PCB biasanya memerlukan rawatan permukaan. Kaedah rawatan permukaan biasa termasuk penyaduran emas, penyaduran perak dan penyaduran timah. Lapisan penyaduran emas mempunyai kekonduksian yang sangat baik dan rintangan kakisan, yang sesuai untuk papan litar berprestasi tinggi; lapisan penyaduran timah sering digunakan dalam produk elektronik pengguna am.

3. Bahan penebat

3.1 Prapreg

Prepreg ialah bahan penebat utama untuk membuat papan PCB berbilang lapisan. Ia adalah campuran kain gentian kaca dan damar. Ia disembuhkan dengan pemanasan semasa proses laminasi untuk membentuk lapisan penebat pepejal. Jenis prepreg yang berbeza mempunyai pemalar dielektrik dan rintangan haba yang berbeza, dan bahan yang sesuai boleh dipilih mengikut aplikasi tertentu.

3.2 Bahan resin

Dalam beberapa aplikasi khas, seperti papan litar fleksibel dan papan fleksibel tegar, bahan resin khas digunakan sebagai lapisan penebat. Bahan-bahan ini termasuk polimida (PI), polietilena tereftalat (PET), dsb., yang mempunyai fleksibiliti dan rintangan haba yang baik serta sesuai untuk peranti elektronik yang perlu dibengkokkan dan dilipat.

4. Bahan pematerian

4.1 Pateri tanpa plumbum

Dengan pelaksanaan ketat peraturan alam sekitar, pateri plumbum tradisional digantikan secara beransur-ansur dengan pateri tanpa plumbum. Pateri bebas plumbum biasanya digunakan aloi timah-perak-tembaga (SAC), yang mempunyai prestasi pematerian yang baik dan ciri-ciri perlindungan alam sekitar. Memilih pateri bebas plumbum yang betul boleh memastikan kualiti pematerian dan keperluan perlindungan alam sekitar.

4.2 Tampal pateri dan rod pateri

Tampal pateri dan rod pateri ialah bahan utama yang digunakan dalam proses pematerian tampalan SMT dan pemalam THT. Pes pateri terdiri daripada serbuk timah dan fluks, yang dicetak skrin pada pad PCB; rod pateri digunakan untuk pematerian gelombang dan pematerian manual. Memilih tampal pateri dan rod pemateri yang sesuai boleh meningkatkan kecekapan pematerian dan kualiti sambungan pateri.

5. Bahan mesra alam

5.1 Bahan VOC yang rendah

Semasa proses pemprosesan PCBA, memilih bahan dengan sebatian organik meruap rendah (VOC) boleh mengurangkan bahaya kepada alam sekitar dan tubuh manusia. Bahan VOC rendah termasuk substrat bebas halogen, pateri bebas plumbum dan fluks mesra alam, yang memenuhi keperluan peraturan alam sekitar.

5.2 Bahan boleh terurai

Untuk menghadapi cabaran pelupusan sisa elektronik, semakin banyak syarikat pemprosesan PCBA telah mula menggunakan bahan terurai. Bahan-bahan ini boleh terdegradasi secara semula jadi selepas tamat hayat perkhidmatannya, mengurangkan pencemaran alam sekitar. Memilih bahan terurai bukan sahaja membantu perlindungan alam sekitar, tetapi juga meningkatkan imej tanggungjawab sosial syarikat.

Kesimpulan

Dalam pemprosesan PCBA, pemilihan bahan adalah pautan penting untuk memastikan prestasi produk, kebolehpercayaan dan keperluan perlindungan alam sekitar. Dengan memilih bahan substrat, bahan konduktif, bahan penebat dan bahan pematerian secara munasabah, kecekapan pengeluaran dan kualiti produk boleh dipertingkatkan, dan kos pengeluaran dan kesan alam sekitar dapat dikurangkan. Pada masa hadapan, dengan kemajuan berterusan sains dan teknologi serta peningkatan kesedaran alam sekitar, pemilihan bahan dalam pemprosesan PCBA akan menjadi lebih pelbagai dan mesra alam, membawa lebih banyak inovasi dan peluang kepada industri pembuatan elektronik.