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.
* Die Verfügbarkeit dieses Materials bitte vorab klären.
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.
Cyanat-Ester-Laminate TG 250
Hochleistungs-Laminate für Anforderungen mit hoher Zuverlässigkeit oder hohen
Betriebstemperaturen. Cyanat-Ester-Laminate zeigen ein besseres Ausdehnungsverhalten in
X und Y und sind eine sehr gute Alternative zu Polyimid-Laminaten. Nachteilig ist die
erhöhte Wasseraufnahme.
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.
Aramid-Laminate TG 180-220
Trägermaterial ist eine ungewebte Aramidfaser. Sehr geringes X-Y-Ausdehnungsverhalten,
relativ leicht und gut laserbohrbar, nachteilig ist die hohe Z-Achsenausdehnung.
Die von uns verwendeten starren Laminate erfüllen die Klasse B/L der IPC-4101.
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 den Herstellern
DuPont und
Arlon.
HF-Laminate (Teflon)
In der Gruppe der Hochfrequenz-Laminate finden sich reine PTFE- (Teflon-) Glaslaminate
und Kompositionen aus Teflon, Keramik und modifizierten Harzsystemen. HF-Laminate unterscheiden
sich sehr stark in der Verarbeitung, in den elektrischen Eigenschaften und im Preis
(Faktor 1 bis 20). Typische Anwendungen sind z.B. Radarsysteme, Mobilfunk oder Mikrowellen-Übertragungssysteme.
PTFE-Substrate (Thermoplaste wie z.B. Teflon) sind das meistverwendete Material in der Mikrowellentechnik.
Zu dieser Gruppe gehören die klassischen RT/Duroid-Qualitäten von Rogers. Ergänzt wird die
Auswahl durch die duroplastischen TMM®-Substrate, die die mechanische Festigkeit der Keramik
(niedriger Ausdehnungskoeffizient) und gute dielektrische Werte in sich vereinigen. Für Massenanwendungen
im Low-Cost-Bereich (Mobilfunk, Kommunikations- und Sensortechnik) bieten sich die neuen RO3000 Substrate
auf PTFE-Basis und die steiferen RO4000 Qualitäten auf Polymerbasis an. Die RO4000 Substrate
(Duroplaste) lassen sich kostengünstig wie FR4 verarbeiten, auch zu Multilayern.
Je nach Frequenzbereich (500 MHz - 100 GHz) und Applikation wählt der Anwender
ein Basismaterial mit einer genau definierten relativen Dielektrizitätskonstante, wobei
gleichzeitig der Verlustfaktor gering sein muß.
HF-Laminate (1/2) (Teflon)
Dielektrizitätskonstante @ 10 GHz
2.33 ±0.020
2.20 ±0.020
2.4-2.6 ±0.040
2.94 ±0.040
6.15 ±0.150
10.2 ±0.250
3.27 ±0.032
4.50 ±0.045
εr Wärmekoeffizient -50 - 150 °C ppm/°C
-115
-125
-100
+12
-410
-425
+39
+15.3
Dielektrischer Verlustfaktor @ 10 GHz
0.0012
0.0009
0.0019
0.0012
0.0019
0.0023
0.0020
0.0020
Durchgangswiderstand Mohm cm
2x107
2x107
2x107
106
2x107
5x106
3x109
6x108
Oberflächenwiderstand Mohm
2x108
3x107
4x107
107
7x107
5x106
9x109
1x109
Wasseraufnahme in %
0.015
0.015
0.03
0.1
0.05
0.05
0.04
0.01
Wärmeleitfähigkeit W/m/°K
0.22
0.20
0.24
0.60
0.49
0.78
0.70
0.70
CTE "X&Y" [ppm / °C]
22-28
31-48
15-15
16-16
47-34
24-24
16-16
14-14
CTE "Z" [ppm / °C]
173
237
200
24
117
24
20
20
Spezifisches Gewicht g/cm³
2.2
2.2
2.2
2.1
2.7
3.1
1.78
2.07
HF-Laminate (2/2) (Teflon)
Dielektrizitätskonstante @ 10 GHz
6.00 ±0.080
9.20 ±0.230
9.80 ±0.245
3.00 ±0.040
6.15 ±0.150
10.2 ±0.300
3.38 ±0.050
3.48 ±0.050
εr Wärmekoeffizient -50 - 150 °C ppm/°C
-10
-38
-43
+13
-160
-280
+40
+50
Dielektrischer Verlustfaktor @ 10 GHz
0.0023
0.0023
0.0020
0.0013
0.0020
0.0023
0.0027
0.0037
Durchgangswiderstand Mohm cm
1x108
2x108
2x108
107
103
103
1.7x1010
1.2x1010
Oberflächenwiderstand Mohm
1x109
4x107
4x107
107
103
103
4.2x109
5.7x109
Wasseraufnahme in %
0.06
0.09
0.16
< 0.1
< 0.1
< 0.1
0.06
0.06
Wärmeleitfähigkeit W/m/°K
0.72
0.76
0.76
0.50
0.61
0.66
0.64
0.62
CTE "X&Y" [ppm / °C]
16-16
16-16
16-16
17-17
17-17
17-17
11-14
14-16
CTE "Z" [ppm / °C]
20
20
20
24
24
24
46
50
Spezifisches Gewicht g/cm³
2.37
2.77
2.77
2.1
2.6
3.0
1.8
1.9
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
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.
TMM 3, TMM 4, TMM 6, TMM 10, TMM 10i
Sehr gute Dimensionsstabilität in X-Y, jedoch relativ hohe Z-Achsen Ausdehnung.
Zur Herstellung von Multilayern geeignet.
Lötstoppmasken können aufgebracht werden.
Geeignet für Hybridschaltungen (Material-Mix mit FR4). Verarbeitung wie FR4.
Material ist sehr spröde.
TMM 10i kann als Ersatz für AL²O³-Keramik verwendet werden.
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.
Polyclad Europe
