---

Potrebujete vytvoriť vysokofrekvenčnú DPS, ale neviete, aký typ DPS, alebo aký materiál použiť? Vyskúšajte teflónové PCB, ktoré sú priamo určené pre vysokofrekvenčné dosky s výkonnými vlastnosťami, vďaka ktorým sú vhodné na rôzne aplikácie. Manipulácia s nimi si však vyžaduje veľké sústredenie, pretože majú svoje špecifické potreby, ktoré sa líšia od ostatných materiálov. Tento článok vám predstaví nové  teflónové PCB a popíše vám, ako vytvoriť vysokorýchlostný prototyp.

Čo je teflónová doska plošných spojov?

Teflónová doska plošných spojov je vysokorýchlostná doska, ktorá ako základný materiál využíva PTFE (polytetrafluóretylén). Dokáže prenášať vysokofrekvenčné signály s frekvenciou 5 GHz a viac, vďaka čomu sa výborne hodí na konštrukciu dosiek plošných spojov s vylepšenými spojmi a kapacitami.

Teflón nie je 100 % PTFE. Je to patent PTFE, ktorý spoločnosť Dupont pomenovala v roku 1941. Čistý PTFE má mazľavý charakter, ktorý sťažuje spájanie s medenými vrstvami. Preto väčšina výrobcov dotuje PTFE sklom, tkaninou alebo keramikou, aby sa z teflónu vytvoril substrát vhodný pre plošné spoje. Teflón je navyše jedným z najobľúbenejších materiálov, ktoré výrobcovia prednostne používajú pre výrobu vysokofrekvenčných PCB.

Vlastnosti teflónových dosiek plošných spojov

Ako už bolo spomenuté, teflón je medzi výrobcami pre svoje vynikajúce vlastnosti veľmi obľúbený pri výrobe DPS. Medzi tieto vlastnosti patria:

• Nízka tepelná rozťažnosť : Teflón je vysoko odolný voči vysokým teplotám, vďaka čomu sa výborne hodí na výrobu kuchynského riadu. Vďaka tejto vlastnosti je vhodný aj pre vysokorýchlostné elektronické zariadenia, ktoré pri prevádzke generujú značné množstvo tepla. Navyše jeho Tg môže byť v rozmedzí od 160 do 280˚C. Niekedy môže mať Tg vyššiu ako 280˚C. Okrem toho sa teflón môže pochváliť vynikajúcou tepelnou stabilitou, ktorá mu umožňuje zachovať si svoj tvar a vlastnosti pri extrémnych teplotách. Je tiež odolný voči ohňu.
• Nízky rozptylový faktor : Vďaka tejto vlastnosti je teflón pomerne odolný voči únikom prúdu. To je jeden z dôvodov, prečo je tento materiál vhodný pre mikrovlnné a vysokofrekvenčné dosky plošných spojov. Navyše jeho nízky rozptylový faktor mu zaručuje aj neuveriteľnú odolnosť voči poveternostným vplyvom.
• Vysoká odolnosť voči chemikáliám : Teflónové PCB pomerne dobre odolávajú účinkom rôznych chemikáli. Z tohto dôvodu má vynikajúcu odolnosť proti korózii a erózii. Mastnota a vlhkosť tiež nijako významne neovplyvňujú výkon teflónových DPS.
• Zvýšené dielektrické vlastnosti : Teflón sa môže pochváliť nízkymi dielektrickými stratami, čo mu umožňuje udržať si dielektrickú konštantu pri vysokofrekvenčných aplikáciách.
• Nízka pravdepodobnosť trenia : Teflón má hladký a nepriľnavý povrch, čo výrazne znižuje pravdepodobnosť poškodenia trením.
• Vynikajúca odolnosť : PTFE dosky plošných spojov ponúkajú zvýšenú odolnosť, čo im umožňuje zachovať si vynikajúci výkon v extrémnych podmienkach a dokonca odolať poškodeniu oxidáciou. Môžu sa tiež pochváliť neuveriteľnou mechanickou odolnosťou.

Výroba teflónových dosiek plošných spojov

Tu je niekoľko tipov, ktoré sa používajú pri procese výroby teflónových dosiek plošných spojov.

Ako pripraviť povrch PCB

Prvotným krokom je leptanie za pomoci sodíka, ktoré zvyšuje lepivosť teflónového materiálu. Na tento účel sa namáča teflónový materiál do roztoku sodíka. Roztok by nemal obsahovať 100 % sodíka, ale mal by byť dominantným prvkom. Po namočení sa doska opláchne roztokom H₂0 s trochou alkoholu. Prípadne môžete použiť neutralizáciu plazmovým oblúkom. Je to proces, ktorý pripraví povrch vašej DPS na metalizáciu, značenie a tvarovanie vrstiev.

Nanášanie spájkovacích masiek

Spájkovacia maska je dôležitá časť dosky, ktorú je potrebné aplikovať po leptaní. Lepšie výsledky sa dosiahnú, ak sa vykoná za menej ako 12 hodín po leptaní. Taktiež sa zapeká teflón v rúre, aby sa pred nanesením spájkovacej masky odstránili zvyšky vlhkosti.

Medené opláštenie

Medený plášť je nevyhnutný na výrobu PCB. Je to univerzálna fáza, ktorá pripravuje medený povrch pre finálny vzhľad dosky plošného spoja. Vŕta sa teflónový materiál a vytvárajú sa priechodné otvory. Je potrebne mať na pamäti, že medená vrstva bude potrebovať adekvátnu pevnosť v ťahu tak, aby poskytovala dostatočnú oporu pre spájkovacie podložky a hlavne aby v nej nevznikali trhliny.

Laminovanie teflónovej dosky plošných spojov

Ak sa nepoužívajú lepiace fólie alebo predimpregnované materiály, tak sa teflónová DPS laminuje pri teplote 370 °C a tlaku 450 - 500 libier PSI. Lepiace fólie a prepregy s nízkym bodom topenia by pomohli znížiť teplotu laminovania na 120 °C alebo 215 °C. Okrem toho niektoré hybridné teflónové DPS vyžadujú iný postup laminovania. Tieto hybridy kombinujú teflón a FR4 a pred laminovaním potrebujú predúpravu oxidmi.

Vŕtanie

Na vŕtanie do teflónovej dosky plošných spojov je potrebné špecifické vybavenie. Na presné a čisté otvory je potrebná vŕtačka s vysokým zaťažením triesky. Zabezpečí, že nezostanú žiadne vlákna a zabráni vzniku teflónových otrepov.

Uskladnenie teflónových laminátov

Teflón dokáže vytvoriť pomerne odolné PCB, avšak použité lamináty sú mäkké a pomerne ľahko sa poškodia. Preto je veľmi dôležité s nimi vždy zaobchádzať opatrne a vyhýbať sa ich ukladaniu spôsobmi, ktoré by mohli potenciálne spôsobiť ich poškodenie.

Výhody teflónových PCB

Tu sú niektoré výhody, ktoré môžete využiť pri použití teflónového výrobného materiálu:

Pôsobivá dielektrická pevnosť

Teflónové dosky plošných spojov majú vysokú dielektrickú pevnosť, vďaka ktorej nie sú vodivé. Preto sú vynikajúcimi izolátormi, ktoré môžu zabrániť elektrickým poruchám.

Mechanická pevnosť

Teflónové dosky plošných spojov si dokážu zachovať svoju mechanickú stabilitu aj pri aplikáciách, ktoré si vyžadujú vysoké mechanické namáhanie.

Obrovská odolnosť

PTFE dokáže odolať mnohým veciam, vďaka čomu patrí medzi najodolnejšie materiály. Dokáže odolávať oxidácii, krehkosti, ultrafialovému žiareniu a zmene farby. Vďaka svojej odolnosti je aj cenovo výhodný, pretože vydrží dlhšie obdobie.

Aplikácie teflónových PCB

Teflónové PCB môžete použiť na výrobu nasledujúcich zariadení:

• WiFi antény
• výkonové zosilňovače
• bezdrôtové základňové stanice
• automobilové tempomaty
• tepelné náročné riešenia
• Ručné mobilné zariadenia
• Telematika a zariadenia infotainmentu

Nevýhody teflónových PCB

Vysoké výrobné náklady

Náklady sú jednou z najväčších nevýhod, ktorým čelia výrobcovia teflónových dosiek. Väčšina výroby PCB sa vykonáva vo veľkých sériách. Viac teflónových PCB zvyšuje náklady. Napriek tomu sú náklady oprávnené vzhľadom na žiaduce vlastnosti teflónu.

Nízka dostupnosť

Na rozdiel od iných substrátov nie je teflón tak široko dostupný. Vzhľadom na jeho vysoké výrobné náklady ho výrobcovia nevyrábajú veľa.

Zložitá výroba

Okrem toho, že teflón nie je široko dostupný, vyžaduje si zložité výrobné procesy. Má vysokú viskozitu taveniny. Okrem toho je menej priľnavý ako iné materiály na výrobu plošných spojov. Uvedené vlastnosti obmedzujú jeho možnosti lepenia medi. Výrobcovia musia použiť dodatočné postupy na jeho spevnenie keramikou, sklenenými vláknami a tkaným sklom.

Extra manipulácia

Priznávame, že teflón funguje dobre v aplikáciách s vysokou teplotou a vysokou frekvenciou, ale je tiež pravdepodobné, že stratí mechanickú stabilitu. Praská a delaminuje, čo je proces, ktorý by mohol spôsobiť nepoužiteľnosť viacvrstvových teflónových dosiek plošných spojov.

Kedy by ste mali používať teflónové PCB

Teflónové PCB môžu mať obmedzenia. Niektoré aplikácie si však teflónové PCB jednoducho vyžadujú.

Keď potrebujete vysokú tepelnú stabilitu

Teflón je tepelne odolný plast s vysokou tepelnou stabilitou. Vďaka tomu je vhodnejší vo vysokofrekvenčných aplikáciách, ako sú radary a komunikačné systémy. Teflón je bežným materiálom v leteckých a obranných zariadeniach, kde je potrebná tepelná stabilita.

Keď potrebujete nízke straty signálu

Teflón je slabý elektrický vodič s dielektrickou konštantou až 2,2. Vďaka tejto vlastnosti má však nízke straty signálu. Aplikácie, ako sú mikrovlnná komunikácia, antény a základňové stanice, si vyžadujú vysokú frekvenciu a úplnú integritu signálu s minimálnymi stratami.

Keď potrebujete vysokú odolnosť voči chemikáliám a vlhkosti

Počuli ste o teflónovej povrchovej úprave, vďaka ktorej sú zariadenia nepriľnavé. Odolnosť voči vlhkosti a chemikáliám sa netýka len zariadení pre domácnosť. Zdravotnícke zariadenia, ako napríklad prístroje MRI, sa spoliehajú na túto vlastnosť, aby optimálne fungovali a zostali odolné. Medzi ďalšie lekárske aplikácie, pri ktorých je odolnosť voči chemikáliám a vlhkosti kľúčová, patria umelé cievy a kardiostimulátory.

Keď potrebujete vysokú odolnosť proti korózii

V motoroch a niektorých priemyselných odvetviach sa bežne používajú drsné chemikálie. Vysoká odolnosť teflónu voči korózii z neho robí najlepší materiál pre automobilový priemysel. V kombinácii s toleranciou voči vysokým teplotám, nízkou dielektrickou konštantou a odolnosťou voči vode ho nájdete v automobilových súčiastkach, priemyselnej automatizácii a riadiacich zariadeniach.

Ako si vybrať dobrého výrobcu teflónových PCB?

1. Skontrolujte výrobné kapacity výrobcu. Náležitá kontrola výrobných kapacít vám umožní zistiť, či dokážu v prípade potreby ľahko a vo veľkých množstvách vyrábať teflónové PCB.
2. Skontrolujte certifikáty výrobcu. Mali by sa objaviť otázky, ako napríklad či majú certifikát ISO 9000 na výrobu teflónových DPS.
3. Uskutočnite predvýrobnú diskusiu alebo stretnutie, aby ste si overili, či používajú vysoké výrobné normy. Overte si ich doterajšie výsledky, aby ste sa uistili, že majú pevné znalosti o príslušných procesoch a materiáloch. Dokážu splniť vaše výrobné potreby?
4. Dôkladne skontrolujte, či majú najlepšie postupy a nástroje na hodnotenie kvality podľa noriem kvality.

Výrobca vykonáva testy zabezpečenia kvality na doskách plošných spojov.

1. Ak chcete zúžiť zoznam dobrých výrobcov teflónových dosiek plošných spojov, môže byť rozumné vyžiadať si vzorku výrobku alebo počiatočnú sériu v malom rozsahu.
2. Po výbere výrobcov si vyberte takého, ktorý ponúka rovnováhu medzi cenou, spoľahlivosťou a vysokou kvalitou.
3. Nechajte si záložného výrobcu pre prípad, že budete potrebovať opravy alebo dodatočné teflónové dosky plošných spojov.

Zhrnutie

Teflónové PCB sú vynikajúce dosky pre vysokofrekvenčné aplikácie. Zvládajú teplo vznikajúce pri týchto aplikáciách a odolávajú poškodeniu chemikáliami, oxidáciou a trením. WellPCB je výrobca PCB, ktorý sa dobre vyzná vo výrobe dosiek plošných spojov a je pripravený ponúknuť najlepšie služby za prijateľné ceny. Preto nás neváhajte kontaktovať, ak chcete vyrobiť teflónové PCB.

---

---

---