Devre kartlarının üretiminde kullanılan çeşitli malzemeler bulunmaktadır. Her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır, ancak hiçbir malzeme her uygulama için mükemmel değildir. Örneğin, sert poliimid PCB’ler, havacılık ve uzaydan otomotiv sektörüne kadar geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Bu kartlar, diğer devre kartı türlerini parçalayacak darbelere dayanacak kadar sağlamdır, ancak aynı zamanda çatlamadan veya kırılmadan bükülebilecek kadar esnektir.
Cam epoksi levhalar, FR-4 PCB'ler ve PEN-epoksi hibrit devre kartları gibi alternatifler yerine neden sert poliimid PCB'leri tercih edebileceğinize bir göz atalım.
Polimid Sert PCB Nedir?
Poliimid sert PCB'ler, poliimid (PI) malzemesinden üretilir. PI, hem esnek hem de dayanıklı olan yüksek performanslı bir polimerdir. Elektriksel özelliklerini kaybetmeden darbelere ve yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Aslında, piyasadaki elektriksel dayanıklılığı en yüksek sert PCB'dir.
Sert Poliimid PCB'nin Avantajları
Polimid baskılı devre kartlarının ne zaman kullanılması gerektiğini ve ne zaman kullanılmaması gerektiğini bilmek önemlidir, çünkü bunlar yalnızca belirli durumlarda kullanılır. Polimid PCB'ler aşağıdaki avantajlardan birini veya birkaçını sağlayabilir:
1. Kimyasallara karşı yüksek direnç
Çoğu asit, baz ve çözücüye karşı dirençlidir. Bir kimyasalın PCB kartına nüfuz etmesi durumunda, karta herhangi bir zarar vermez. Ayrıca UV ışınlarına karşı da oldukça dirençlidir, bu nedenle UV ışınlarının neden olabileceği hasar endişesi olmadan dış mekanlarda kullanılabilir.
2. Yüksek mukavemet ve sertlik
Dolgusuz poliimid, 100 MPa'dan fazla gerilme mukavemetine ve 170 MPa'dan fazla film sertliğine sahiptir (Kapton). Termoplastik poliimidin (TPI) darbe mukavemeti, metrekare başına 261 joule ile 400 MPa arasında değişir (Upilex S). Bir mühendislik malzemesi olarak, elastik modülü tipik olarak 3-4 GPa, lif sertliği ise 200 GPa'dır. Polimid (Upilex S) bifenil formu, 400 MPa'lık bir elastik modüle sahiptir. Teorik analizlere göre, piromelitik dianhidrit ve p-fenilendiaminden sentezlenen lifler, karbon fiberden sonra ikinci sırada yer alan 500 GPa'lık bir mukavemete sahiptir.
3. Mükemmel termal stabilite
Polimid sert PCB'nin avantajlarından biri, yüksek erime noktasına sahip olmasıdır, bu da onu yüksek sıcaklıklara dayanıklı hale getirir. Genellikle diğer PCB kartlarının ısıya dayanamadığı alanlarda kullanılır. Ayrıca alev geciktiricidir, bu da onu fabrikalar ve laboratuvarlar gibi hassas ortamlar için güvenli bir seçenek haline getirir.
4. Statik elektriğe dayanıklı
Statik elektrik, hassas ekipmanlarla çalışan mühendisler ve teknisyenler için önemli bir sorundur. Sensörler ve diğer ekipmanlar statik elektrik nedeniyle zarar görebilir. Statik elektrik ayrıca PCB kartlarındaki hassas elektronik bileşenlere de zarar verebilir. Poliimid kartlar, statik elektriğe dayanıklı özellikleri sayesinde tüm ortamlar için iyi bir seçenektir.
5. Düşük dielektrik kaybı
Polyimid, yaklaşık 3,4 dielektrik sabiti ve flor veya hava nanometre boyutunda dispersiyondan sonra yaklaşık 2,5 dielektrik sabiti ile mükemmel dielektrik özelliklere sahiptir. 10-3 dielektrik kaybı, 100-300 kV/m dielektrik dayanımı ve 1017 Ω·cm hacim direncine sahiptir. Bu özellikler, geniş bir sıcaklık ve frekans aralığında yüksek performansı korur.
6. Güvenli ve toksik değildir
Polimid sert PCB'nin kullanımı güvenlidir ve herhangi bir zararlı duman veya toksin yaymaz. Aslında, polimid PCB, toksik olmayan ve tahriş edici olmayan bir madde olduğu için genellikle hastane cihazlarında kullanılır.
Polimid PCB Türleri
Sert poliimid PCB'lerin üç türü vardır ve her biri belirli uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmış kendine özgü özelliklere sahiptir. Diğer devre kartı malzemelerinde olduğu gibi, kullanacağınız poliimid PCB türü de uygulamaya bağlı olacaktır.
Saf Poliimid PCB'ler
Saf poliimid PCB'ler en basit olanlardır ve bromlu alev geciktiriciler içermezler. Çoğu malzemenin aksine, saf poliimidler alev geciktirici içermedikleri için olumlu bir şekilde tanımlanırlar. Çok dayanıklı olduğu için saf poliimid son derece esnektir ve çeşitli elektrik ve iletişim ekipmanlarında kullanılabilir.
3. Nesil Poliimid PCB'ler
Saf poliimidler, 3. nesil poliimidler tarafından yerini almıştır. Ek katkı maddeleri, yangın direncini artırır. Bu, yanma direncinden kaynaklanır ve kazara elektrik yangınlarının meydana gelme olasılığını azaltır. Öte yandan, termal stabilite, saf poliamidlerden daha kolay üretilebilen 3. nesil poliimidlerde potansiyel bir sorundur. Sonuç olarak, üretim hızı daha yüksektir.
Dolgulu Poliimid PCB'ler
Bu tür bir poliimid, birkaç dolgu malzemesi içermesi bakımından çok katmanlı PCB'lerle karşılaştırılabilir. Ekstra dolgu maddesi, reçinenin büzülmesini azaltır. Birçok baskılı devre kartı, reçinenin büzülmesi sonucu çatlar veya zayıflar, bu nedenle büzülme direnci çok önemlidir. Dolgu maddeleriyle doldurulmuş poliimid, uzun vadeli güvenilirlik açısından da avantajlıdır.
Düşük Akışlı Poliimid PCB'ler
Düşük akışlı poliimidler, standart PCB'ler kadar esnek değildir. Bu kısıtlama nedeniyle genellikle sert poliimid PCB'ler olarak adlandırılırlar. Zorlu koşullar normal esnek PCB'lerin çökmesine neden olduğunda, işi halletmek için düşük akışlı poliimidler kullanılabilir.
Polimid Sert PCB Ne Zaman Kullanılmalıdır?
Poliimid PCB'ler, endüstriyel otomasyon, ulaşım, sağlık ekipmanları, ölçüm cihazları ve elektronik gibi çok çeşitli uygulama alanlarında kullanılmaktadır.
● Elektrik transformatörleri ve kondansatörler
● Yarı iletken cihazlar ve devre kartları
● Motorlar ve jeneratörler
● Floresan aydınlatma için
elektronik balastlar ● Havacılık ve savunma
Polimid PCB ile FR4 PCB Karşılaştırması
Hem sert poliimid hem de FR-4 PCB'lerin iç kısımları bakırdan yapılmış olsa da, dış katmanları birbirinden büyük ölçüde farklıdır. FR-4 PCB'lerin dış kısmında polyester/kağıt laminat bulunurken, poliimid PCB'lerde poliimid kaplama bulunur. Sert poliimid kartlar, FR-4 kartlara göre oldukça daha dayanıklıdır. FR-4'lerin dayanamadığı darbelere, kimyasallara ve yüksek sıcaklıklara dayanabilirler. Bununla birlikte, FR-4 kartlar sert poliimid kartlara göre daha esnektir, bu da onları sık sık bükülme gerektiren uygulamalar için daha iyi bir seçim haline getirir.
| Characteristic | FR4 PCB | Polyimide PCB |
| Tensile Strength | 70MPa | 170～400MPa |
| Operating Range | -50～110°C | -200～300°C |
| thermal cycling | good | better |
| elastic modulus | >2.4Gpa | 3-4GPa |
| specific gravity | 1.70-1.90g/cm³ | 1.60g/cm³ |
| relative permittivity | 5.5 | 2.5~3.4 |
Polimid PCB'nin Tersine Mühendisliği
Orijinal devre kartıyla uyumlu bir tasarım oluşturmak için poliimid sert PCB'yi tersine mühendislik yoluyla inceleyebilirsiniz. Bu, yeni tasarım veya üretim süreçlerine yatırım yapmadan çok sayıda devre kartı üretmeniz gerektiğinde mükemmel bir seçenektir.
Bir poliimid PCB'yi tersine mühendislik yapmak için önce kartı edinmeniz gerekir. Bir numuneye erişiminiz yoksa, genellikle çevrimiçi olarak satılan kartlar bulabilirsiniz. Ardından, bileşenleri çıkarın ve devre kartını temizleyin. Son olarak, görüntüleme yazılımını kullanarak kartın dijital bir görüntüsünü oluşturun. Daha sonra bu görüntüyü kullanarak yeni bir tasarım oluşturabilirsiniz.
Alternatif bir çözüm olarak, PCB için tersine mühendislik hizmetimizi de tercih edebilirsiniz. Bu alanda 10 yılı aşkın deneyime ve 1000'den fazla başarılı vakaya sahibiz, böylece ihtiyacınız olanı elde edebilirsiniz.
Sonuç
Sert poliimid kartlar, mevcut en dayanıklı devre kartı türüdür. Diğer kartları kıracak darbelere ve FR-4 kartlarını eritecek yüksek sıcaklıklara dayanabilirler. Bununla birlikte, diğer sert PCB türlerine kıyasla daha pahalı ve daha az esnektirler. Son derece dayanıklı bir karta ihtiyacınız varsa, sert poliimid doğru seçimdir. Ancak esneklik önemliyse, FR-4 kartlarını tercih etmelisiniz.
