剛性材料

應(yīng)該如何指定材料？

我們的建議是，盡量不要指定某一個特定品牌或材料種類，以免最終選擇工廠時限制了您的選擇。其中的原因是，許多知名品牌材料在我們的工廠中有著廣泛使用的同時，有些工廠有數(shù)個品牌的材料均能達到所要求的材料規(guī)格。這時，供貨情況以及價格就可能成為使用哪個品牌的決定因素。

這并不意味著您不能指定所知的材料，絕非如此。如果您根據(jù)經(jīng)驗知道某種材料適合您的產(chǎn)品，那么您可以列出這種產(chǎn)品，并加上“或同等材料”的附言，NCAB的技術(shù)人員和采購團隊就會審核各種材料，并向您提供一種能滿足功能需要又不影響性能的替代產(chǎn)品。

每一家知名的材料制造商都按IPC 4101（剛性及多層印制電路板的基材規(guī)范）進行產(chǎn)品分類，以便用此規(guī)格確定性能特征并加以分類， 同時詳細界定了基材的特征，此外，工廠遵循IPC-4101-xxx分類能做出明智的選擇，并確保性能符合預(yù)期要求。
指定材料特性時的關(guān)鍵因素

考慮基材的性能特征時，應(yīng)考慮材料的相關(guān)機械特性（特別是材料在熱循環(huán)/焊接操作過程中的相關(guān)性能）和電氣特性。這些通常被認為是標準產(chǎn)品甄選過程中的最常見因素。這是因為所有被考慮的材料都要達到UL可燃性等級V-0。

關(guān)鍵材料特征如下所示。

[page]

下表摘錄了IPC-4101分類的某些特性，重點介紹了已經(jīng)提到的一些細節(jié)。


絕緣金屬基板(IMS)

IMS – 高效散熱技術(shù)

絕緣金屬基板的新機遇

為滿足較大的能量或局部熱負載量要求，比如在具有高強度LED的現(xiàn)代建筑中，可以運用IMS技術(shù)。IMS是“Insulated Metal Substrate”的縮寫。這是一種在金屬板（通常是鋁板）上應(yīng)用特殊的預(yù)浸材料制成的PCB，其主要特性是散熱性能極佳，對高電壓具有良好的絕緣特性。

最重要的成分是導(dǎo)熱預(yù)浸材料，這是一種陶瓷或填硼材料，具有極佳的散熱性能。其導(dǎo)熱性通常是FR4的8-12倍。這類材料的一些知名制造商是Bergquist和Laird Technologies。

Bergquist

Bergquist Company是世界上研發(fā)和制造導(dǎo)熱界面材料的領(lǐng)先企業(yè)。熱覆絕緣金屬基板(IMS)由Bergquist研發(fā)，用來解決當(dāng)今大功率表面貼裝型應(yīng)用中的散熱問題。在此類應(yīng)用中，模具尺寸縮小，散熱問題令人關(guān)注。

Thermagon Laird技術(shù)

Laird技術(shù)是世界上電子應(yīng)用領(lǐng)域熱傳導(dǎo)材料設(shè)計和制造的領(lǐng)先企業(yè)。

IMS PCB的散熱優(yōu)勢

一塊IMS PCB的熱阻可以設(shè)計得很低。例如：如果您把一塊1.60 mm的FR4 PCB與一塊具有0.15 mm熱預(yù)浸材料的IMS PCB對比，您會發(fā)現(xiàn)IMS PCB的熱阻是FR4 PCB的100倍以上。在FR4產(chǎn)品中，大量散熱會非常困難。

現(xiàn)有材料分為四大類：標準（廣泛應(yīng)用）、高級（少量工廠特有）、柔性和IMS。

另一種方案是把FR4材料與過孔結(jié)合，比如塞入熱傳導(dǎo)材料，改善PCB的熱性能。與使用傳統(tǒng)的FR4技術(shù)相比，這種做法更富于成本效益。


相關(guān)閱讀：

入門必看！資深前輩教你用常識來學(xué)習(xí)PCB布線
精華：搞定開關(guān)電源PCB布線設(shè)計的八大要點
如何在高速PCB設(shè)計時做好EMI控制