In Power Bei der Herstellung von Leiterplatten (Printed Circuit Boards, PCBs) für die Stromversorgung ist es oft notwendig, bei einer Dielektrikumschichtdicke von weniger als 0,4 mm drei Prepreg-Schichten (PP) anstelle einer einzelnen oder doppelten Schicht zu verwenden. Dies ist auf mehrere kritische Faktoren in Bezug auf Zuverlässigkeit, Herstellbarkeit und elektrische Leistung zurückzuführen. Hier sind die detaillierten Gründe:
1. Prozesszuverlässigkeit & Gleichmäßigkeit
Dünnere PP-Schichten = Bessere Kontrolle: Eine einzelne dicke PP-Schicht (z. B. 0,4 mm) kann während der Laminierung einen inkonsistenten Harzfluss aufweisen, was zu Hohlräumen oder Schwachstellen führt. Die Verwendung von drei dünneren PP-Schichten (z. B. 3 × 0,13 mm ≈ 0,39 mm) verbessert die Harzverteilung und minimiert die Dickenvariation.
Vermeidet harzverarmte Bereiche: Mehrere Schichten tragen dazu bei, eine gleichmäßige Harzfüllung zwischen den Kupferschichten zu gewährleisten, wodurch Trockenstellen vermieden werden, die zu Delamination oder reduzierter dielektrischer Festigkeit führen könnten.
2. Elektrische Isolierung & Hochspannungsanforderungen
Durchschlagsfestigkeitssicherheit: Leistungskarten verarbeiten hohe Spannungen, und die Dielektrikumsdicke hat direkten Einfluss auf die Isolierung. Drei PP-Schichten reduzieren das Risiko von Mikrohohlräumen oder Defekten, die schwache Isolationspfade erzeugen könnten.
Elektrische Feldverteilung: Mehrere Schichten verteilen das elektrische Feld gleichmäßiger und reduzieren die Wahrscheinlichkeit von Teilentladungen oder Lichtbögen in Hochspannungsanwendungen.
3. Mechanische Festigkeit & Delaminationsbeständigkeit
Spannungsverteilung: Dünne dielektrische Schichten neigen unter thermischer oder mechanischer Belastung zum Reißen. Drei PP-Schichten bieten eine bessere Spannungsabsorption und reduzieren das Risiko von Mikrorissen.
Verbesserte Haftung: Mehr PP-Schichten verbessern die Haftung zwischen den Schichten und verhindern Delamination während des thermischen Zyklus (z. B. Reflow-Löten oder Power Cycling).
4. Optimierung des Herstellungsprozesses
Kontrollierter Harzfluss: Während der Laminierung ermöglichen dünnere PP-Schichten eine präzisere Kontrolle des Harzflusses, wodurch übermäßiges Ausbluten oder unzureichende Bindung verhindert wird.
Kompatibilität mit der Kernstärke: Ultradünne Kerne (z. B. 0,1 mm) erfordern mehrere PP-Schichten, um eine ordnungsgemäße Füllung zu gewährleisten und Harzmangel in der Nähe von Kupfermerkmalen zu vermeiden.
5. Signalintegrität & Wärmemanagement
Konsistente dielektrische Eigenschaften: Mehrere PP-Schichten tragen dazu bei, eine gleichmäßige Dielektrizitätskonstante (Dk) und einen gleichmäßigen Verlustfaktor (Df) aufrechtzuerhalten, was für die Hochfrequenz-Stromintegrität entscheidend ist.
Wärmeleitfähigkeit: Das Stapeln von PP-Schichten kann die Wärmeableitung verbessern, indem ein homogenerer Wärmepfad geschaffen wird.
Wie identifiziert man die Anzahl der PPs?
Tatsächlich können wir einen Mikroschnitt für die Leiterplatte durchführen, um die Anzahl der PPs zu identifizieren. Wir können überprüfen, ob der Stackup unseren Anforderungen entspricht.
Fazit
Die Verwendung von drei PP-Schichten für dielektrische Schichten unter 0,4 mm in Power-Leiterplatten gewährleistet:
✔ Bessere Prozessergebnisse (weniger Hohlräume/Delamination)
✔ Höhere Spannungszuverlässigkeit (reduzierte Isolationsrisiken)
✔ Stärkere mechanische Struktur (widersteht Rissen)
✔ Kontrollierte Fertigung (Harzfluss, Bindungsqualität)
Dieser Ansatz ist in hochzuverlässigen Anwendungen wie Server-Netzteilen, Automobilelektronik und industriellen Leiterplatten üblich. Die genaue Anzahl der PP-Schichten kann je nach Materialspezifikationen (z. B. Harzgehalt, Glasgewebe) und Laminierungsparametern variieren.
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