Como componente principal dos produtos eletrônicos, a seleção de matérias-primas para uma placa de circuito impresso (PCB) impacta diretamente o desempenho, a confiabilidade e os custos de fabricação da placa.
O principal determinante do desempenho mecânico e elétrico da placa de circuito
O substrato serve como espinha dorsal de uma placa de circuito impresso (PCB) e deve possuir propriedades essenciais como isolamento elétrico, resistência ao calor, resistência mecânica e estabilidade dimensional. Dependendo do cenário específico de aplicação, os substratos podem ser categorizados em dois tipos: substratos rígidos e substratos flexíveis.
Substratos rígidos: a resina epóxi-reforçada com fibra de vidro (FR-4) constitui a principal opção nesta categoria; sua composição inclui resina epóxi, tecido de fibra de vidro e agente de cura. FR-4 possui excelentes propriedades de isolamento elétrico (constante dielétrica: 4,0–4,5), resistência ao calor (valor Tg: 130–180 graus) e resistência mecânica (resistência à flexão: maior ou igual a 300 MPa), tornando-o amplamente utilizado em áreas como eletrônicos de consumo e equipamentos de comunicação. Além disso, substratos de alta-frequência (como PTFE e substratos cheios-de cerâmica) são empregados em aplicações de alta-frequência, como estações base 5G e sistemas de radar, devido à sua baixa perda dielétrica (Df menor ou igual a 0,002). entretanto, seu custo é 30% a 50% superior ao do FR-4.
Substrato flexível: Centrado em filme de poliimida (PI), este material apresenta resistência ao calor (com uma faixa de temperatura operacional de longo prazo de -200 graus a 300 graus), flexibilidade (com um raio de curvatura menor ou igual a 0,5 mm) e estabilidade química que são significativamente superiores aos dos filmes PET tradicionais; conseqüentemente, serve como material preferido para placas de circuito impresso flexíveis (FPCs). Embora o custo do filme PI seja aproximadamente duas a três vezes maior que o do FR-4, ele atende efetivamente aos requisitos de aplicações de curvatura dinâmica, como aquelas encontradas em dispositivos vestíveis e displays automotivos.
Materiais condutores: o meio central para construção de circuitos
Os materiais condutores devem possuir alta condutividade, resistência à corrosão e processabilidade; eles são categorizados principalmente em dois tipos: folha de cobre e pastas condutoras.
Folha de cobre: Representando aproximadamente 30% a 40% do custo total de um PCB, a folha de cobre é classificada por seu processo de fabricação em folha de cobre eletrolítica (ED) e folha de cobre laminada (RA). A folha de cobre eletrolítico apresenta baixa rugosidade superficial (Ra menor ou igual a 0,5 μm), tornando-a adequada para placas de interconexão de alta-densidade (HDI); a folha de cobre laminada apresenta excelente ductilidade (alongamento maior ou igual a 15%) e é frequentemente utilizada em placas de circuito flexíveis. A espessura da folha de cobre afeta diretamente sua-capacidade de transporte de corrente; as espessuras padrão incluem 18 μm, 35 μm e 70 μm, enquanto placas-de alta frequência podem empregar folha de cobre ultra-fina (3–12 μm) para minimizar a perda de sinal.
Materiais de máscara de solda: chave para proteção de circuito e maior confiabilidade
Os materiais da máscara de solda devem possuir propriedades isolantes, resistência à solda e estabilidade química; elas são categorizadas principalmente em dois tipos: tintas fotossensíveis líquidas e máscaras de solda-de filme seco.
Tinta fotossensível líquida: cura sob luz ultravioleta para formar uma camada de máscara de solda. É caracterizado por alta resolução (largura/espaçamento de linha menor ou igual a 50 μm) e forte adesão (resistência ao descascamento maior ou igual a 1,5 N/mm), tornando-o adequado para placas de circuito de alta-precisão. Seu custo é de aproximadamente 80–120 RMB/kg; no entanto, requer exposição concomitante e equipamentos de desenvolvimento, o que aumenta a complexidade do processo.
Máscara de solda de filme seco: utiliza um filme PET como transportador e forma a camada de máscara de solda por meio de laminação térmica seguida de revelação. Ele oferece operação simples (não requer equipamento de revelação), mas apresenta resolução mais baixa (largura/espaçamento de linha maior ou igual a 100 μm) e é usado principalmente para placas de circuito-de baixa densidade.
