Laminat

Die in der Elektronikindustrie eingesetzten Laminate gehören zur Gruppe der Faserverbundwerkstoffe und bestehen aus einem Verstärkungsgewebe (E-Glas) und einer Kunststoffmatrix (Harzeinbettung). Bei den starren Basismaterialien werden fast ausschließlich E-Glasgewebe verwendet, man spricht hier auch vom Trägerstoff. Durch die Verwendung verschiedener Harzsysteme können die Eigenschaften der Basismaterialien verändert werden.

Inhalt

Starre Laminate
Flexible Laminate und Deckfolien
HF-Laminate (z.B. Teflon)

Starre Laminate

Starre Laminate

Epoxy

HTG Epoxy

Polyimid

IMS

IPC 4101 Bezeichnung

GFN

GFG

GIJ

 -

TG Glasumwandlungstemp. [°C]

135

180

220

 100/170

CTE "Z" [ppm / °C]

180

150

55

 -

CTE "X&Y" [ppm / °C]

14 - 18

14 - 18

12 - 15

 -

Wasseraufnahme [%]

0.10

0.10

0.32

 0.10

Dielektrizitätskonstante [1 MHz]

4.4 - 4.8

4.1 - 4.3

4.2 - 4.5

 5.5

Flammbarkeit [UL]

94 V-0

94 V-0

94 V-0

 94 V-0

Durchschlagsfestigkeit [Volts / mil]

1000

1000

1200

 1200


FR4 Epoxy-Laminate TG 135
FR4 ist nach wie vor das Standard-Basismaterial für die Leiterplattenproduktion. Der TG liegt zwischen 110 und 140 °C.
HTG-Epoxy-Laminate TG 180
Laminate auf Epoxydharz-Basis werden mit Mischharzen wie Triazinharz verwendet, um den TG zu erhöhen. HTG-Epoxy-Laminate werden mit TG-Werten von 145 bis 180 angeboten.
Polyimid-Laminate TG 220
Hochleistungs-Laminate für Anforderungen mit hoher Zuverlässigkeit oder hohen Betriebstemperaturen. Bevorzugt wird dieses Laminat in der militärischen Luftfahrt verwendet. Nachteilig ist das etwas spröde Harz, eine erhöhte Wasseraufnahme und die etwas geringere Haftfestigkeit der Kupferfolie.
IMS (Insulated Metallic Substrat)    
Die Kupferlage ist über eine Isolationslage (ähnlich einem Prepreg) auf eine Trägerplatte aus Aluminum laminiert. Dieses Material eignet sich besonders für den Einsatz on Bauteilen, die eine hohe Wärmeableitung benötigen (z.B. Leistungsrelais und Leistungs-LEDs).
Wir fertigen zurzeit nur einseitige, nicht durchkontaktierte Leiterplatten (inklusive Lötstopplack auf der Bauteilseite) aus diesem Material. Als Lötoberfläche bieten wir bevorzugt ChSn oder ChNiAu an. Nach Absprache auch Heißlufterzinnung.

Flexible Laminate und Deckfolien

Als flexibler Trägerstoff werden Polyesterfolien (Low Cost Electronic) oder Polyimidfolien (Handelsname Kapton) verwendet. Wir arbeiten ausschließlich mit Polyimidfolien, da diese eine weitaus höhere Lötbadbeständigkeit besitzen und somit für nahezu alle elektronischen Bereiche verwendet werden können.
Wir verwenden zwei unterschiedliche Gruppen von flexiblen Laminaten:
Laminate mit Acrylkleberbeschichtung (LF)
Um das Kupfer auf den flexiblen Träger zu laminieren (beschichten), benutzt der Hersteller einen 25 µm dicken Acrylkleber. Dieses Material erfüllt nicht die Anforderungen der UL 94-V0. Außerdem hat Acrylkleber eine sehr hohe Z-Achsen Ausdehnung, was zu Hülsenrissen bei thermischer Belastung führen kann.
Kleberlose Laminate (AP)
Um das Kupfer auf den flexiblen Träger zu laminieren, benutzt der Hersteller Ankerpolyimide. Diese Laminate sind frei von störenden Kleberschichten. Der Vorteil kleberloser Laminate kann jedoch nur genutzt werden, wenn innerhalb der Durchkontaktierungen keine Deckfolie verwendet wird (Fenstertechnik).
Deckfolien (LF, FR)
Deckfolien bestehen aus einer Acrylkleberschicht und einem Polyimidfilm. Bei der FR-Deckfolie ist dem Kleber ein Flammhemmer zugesetzt, damit diese die Anforderungen der UL 94-V0 erfüllt. FR-Deckfolien sind dann in Kombination mit kleberlosen Laminaten (AP) einzusetzen.

Flexible Materialien

Acrylkleber

Polyimid-Film

Polyimid-Prepreg

Wasseraufnahme in %

4

1.33

0.7

CTE "Z" [ppm / °C]

425

48

55

TG Glasumwandlungstemp. [°C]

40

390

210


Weiterführende Informationen und Datenblätter erhalten Sie bei dem Hersteller DuPont.

HF-Laminate

RT/Duroid 5870, RT/Duroid 5880
Sehr geringe Dimensionsstabilität in X-Y und Z. Material ist sehr empfindlich gegen Druck und Zugspannung. Herstellung von Multilayern ist schwierig.
Ultralam 2000 (abgekündigt vom Hersteller zum 01.08.2014)
Gute Dimensionsstabilität in X-Y, jedoch sehr hohe Z-Achsen Ausdehnung. Mechanisch festes Material. Zur Herstellung von Multilayern geeignet.
RT/Duroid 6002
Sehr gute Dimensionsstabilität in X-Y und Z. Durch die geringe Z-Achsen Ausdehnung zur Herstellung von Multilayern geeignet.
RT/Duroid 6006
Gute Dimensionsstabilität in X-Y, jedoch relativ hohe Z-Achsen Ausdehnung. Zur Herstellung von Multilayern geeignet. Material ist sehr empfindlich.
RT/Duroid 6010 LM
Gute Dimensionsstabilität in X-Y und Z, dadurch zur Herstellung von Multilayern geeignet. Material ist sehr empfindlich.
RO 3003, RO 3006, RO 3010
Sehr gute Dimensionsstabilität in X-Y und Z. Material hat gute mechanische Eigenschaften und ist zur Herstellung von Multilayern geeignet, auch für Hybridschaltungen (Material-Mix mit FR4).
RO 4003 C, RO 4350 B
Sehr gute Dimensionsstabilität in X-Y, jedoch relativ hohe Z-Achsen Ausdehnung. Material ist zur Herstellung von Multilayern geeignet, auch für Hybridschaltungen (Material-Mix mit FR4). Lötstoppmasken können aufgebracht werden.

Weiterführende Informationen und Datenblätter erhalten Sie beim Hersteller Rogers Corporation oder auch beim Händler Mauritz.