【技术】PCB绝缘原理及绝缘材料分类

2021-08-13 金倍克
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PCB在运作的时候电流流过会产生热量,如果绝缘处理不当,热量会给PCB带来非常严重的问题。在了解PCB为什么需要绝缘前,需要先知道什么是PCB?


PCB是印刷电路板的简称,一般为绿色的、带铜(也有其他颜色)的小块,几乎在所有的电子设备里都有它的身影,是电子设备正常运作的核心部分。


PCB包含印刷铜线,因此它们自然导电。但是,如果电气元件没有封装在不导电的外壳里,或者变得过热,就会造成危险。正因此,必须对PCB进行绝缘,以防止铜元素腐蚀,同时减少与导电材料的意外接触。而且正确适当的绝缘有助于防止PCB过热或爆炸。


隔离PCB的方法有很多。常见的绝缘材料有多种,但是确切类型通常取决于PCB设计的应用。一般PCB绝缘材料通常是不导电的基板,这些基板可以多层结合,以使电流正确地通过整个电路板。相对简单的PCB可以是单面或单层的。精密PCB(例如高速数字通信PCB)可能超过二十层。


PCB绝缘计算器有助于确定爬电的距离和电气间隙,它将决定绝缘材料的确切类型和数量。爬电距离是导电部件间最短的距离,而间隙是指被空气而不是基材隔开的元素。了解爬电距离和电气间隙对于计算PCB绝缘至关重要。


PCB制造厂商可以使用多种材料进行绝缘,从廉价的类似FR-2的塑料到坚固耐用的金属(铝等)。PCB的绝缘材料通常取决于其用途。例如,廉价制造的电子玩具中的PCB将不需要与人造卫星中的PCB相同类型的绝缘。


最常见的PCB绝缘材料形式有:

FR-2:低等级阻燃层压板材料。由纸张和增塑酚醛树脂合成而成,使其轻巧耐用。这种材料常用于单面PCB板。FR-2不含卤素,不疏水,易于冲压或铣削。FR-2是PCB绝缘材料最便宜的选择之一,通常用于生产一次性消费电子产品的公司。


FR-4:高阻燃性层压材料。它是由玻璃纤维编织物制成的复合材料,一般用于制造双面和多层PCB。相比FR-2,FR-4承受温度和物理压力的能力更高。与此同时,作为一种经济实惠的材料,其成为高端消费电子产品制造商的流行选择。


射频:RF基板的设计是为了让PCB在使用高功率射频和微波的应用中运行。射频基板最常用于安装在军事电子、航空电子上的PCB。然而,必须注意,有些消费类电子产品含有此类基底。组成典型RF基板的塑料不会产生大量的绝缘,在承担产生大电流的任务时它们的性能很好。RF和微波PCB通常只有一层或两层。


柔性:虽然大部分PCB都是扁平且坚固的,但是仍然有一些创新的PCB可以在几乎任何方向上弯曲而不断裂。一般采用PCB绝缘喷雾保护柔性电路,此外,塑料薄膜也是一种流行的选择。柔性电路需要薄而结实的PCB绝缘涂层,这样它们才能自由移动并适合狭窄的狭窄空间。


金属:使用金属作为绝缘体似乎有些奇怪。金属通常导电,意外导电会导致PCB故障、火灾或熔化。然而,在某些情况下,PCB可能更适合使用金属基板。金属是一种极好的导热体,能在大电流下不破裂或燃烧。装在耗电量较大的电气设备中的PCB,可能需要金属衬底来有效地工作。


为防止PCB板过热、着火,PCB板必须充分绝缘。绝缘材料的类型与PCB提供的类型相对应。普通电子PCB适用于FR-2或FR-4基板,使用方便,经济有效。RF衬底更适合大功率射频应用。塑料等柔性基板适合柔性电路板的绝缘要求。在保持极好的导热性能的同时,金属也能保持电子的冷却。如果需要定制PCB,一定要找一家专业制做PCB的厂商。深圳市金倍克电子有限公司是国内一家专注线路板的生产厂商,致力于4-32层高精密、特种线路板的研发、生产和销售,专门为国内外高科技企业及科研单位服务。产品覆盖电源、医疗设备、工业控制、通信、汽车电子、安防电子、LED照明及显示屏、消费类电子等领域,产品远销欧美等国家。深圳市金倍克-- PCB线路板加工定制厂家。

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