I materiali PCB e la costante dielettrica

Il circuito stampato è la parte più importante dell'elettronica. Il suo ruolo cruciale in tutti i dispositivi elettronici definisce una selezione accurata dei materiali e dei corrispondenti parametri, il tutto in accordo alle necessità elettriche e alle performance richieste.  Non esiste un tipo di circuito stampato standard. In generale, ogni scheda ha una funzione unica per un determinato prodotto e deve essere progettata per eseguire tale funzione nello spazio assegnato.

Introduzione

La crescente varietà di componenti elettronici ha indirizzato il mercato verso circuiti stampati sempre più affidabili e con tecnologie particolari; la corsa è stata quella di sviluppare alternative più semplici e più compatte, e tutto questo ha portato allo sviluppo di una serie di materiali per PCB che operano in diversi campi applicativi, dal settore automotive passando per quello aerospace&defense. La costante dielettrica di un materiale è importante per l'integrità del segnale e le relative considerazioni di impedenza che rappresentano fattori critici per le prestazioni elettriche ad alta frequenza. La costante dielettrica varia in maniera inversa con la frequenza per valori superiori a qualche centinaia di MHz. I materiali adatti per applicazioni ad alta frequenza sono quelli la cui costante dielettrica rimane relativamente la stessa su una vasta gamma di frequenze, per esempio da alcuni 100MHz a diversi GHz.

Scelta del materiale

La scelta di un materiale per una scheda a circuito stampato ad alta frequenza è generalmente un compromesso, spesso tra costo e prestazioni. Ma i materiali PCB sono selezionati anche da due fattori chiave: quanto soddisfano le esigenze di un'applicazione finale e che tipo di sforzo è necessario per realizzare un circuito desiderato con un particolare materiale. Un materiale può essere adatto per una particolare applicazione, ma può rappresentare un certo numero di sfide in termini di fabbricazione del circuito e prestazioni del sistema.

Non esiste alcuna procedura infallibile per la selezione di un materiale PCB. Basandosi su alcune linee guida tangibili progettate per valutare un materiale in termini di idoneità alla fabbricazione del circuito e per soddisfare i requisiti di un'applicazione, può essere semplificato il processo di selezione di un PCB per un particolare settore.  Con lo sviluppo della tecnologia elettronica, i materiali base PCB incontrano sempre più sfide che spingono i laminati verso sviluppi significativi.

Un certo numero di processi meccanici sono richiesti come parte della fabbricazione ad alta frequenza. In generale, i più critici di questi sono la foratura, il plated-through-hole (PTH), la laminazione multistrato e l'assemblaggio. Il processo di foratura è di solito relativo alla creazione di fori, che saranno successivamente metallizzati per formare vias per collegamenti elettrici da uno strato conduttivo ad un altro. La fabbricazione di PCB multistrato presenta molte sfide. I materiali dissimili sono spesso legati insieme e possono avere proprietà che complicano i processi di foratura e PTH. Inoltre, una mancata corrispondenza tra determinate proprietà del materiale, come il coefficiente di espansione termica (CTE), può portare a problemi di affidabilità quando il circuito è sottoposto a stress termici durante l'assemblaggio. Un obiettivo del processo di selezione dei materiali è quello di [...]

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21 Commenti

  1. Stefano Lovati Stefano Lovati 29 agosto 2017
  2. Roberta Fiorucci Roberta Fiorucci 29 agosto 2017
  3. Davide Di Gesualdo Davide Di Gesualdo 29 agosto 2017
    • Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 29 agosto 2017
  4. Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 29 agosto 2017
    • Davide Di Gesualdo Davide Di Gesualdo 29 agosto 2017
    • Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 29 agosto 2017
  5. alby69 29 agosto 2017
    • Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 29 agosto 2017
      • alby69 29 agosto 2017
    • alby69 29 agosto 2017
  6. Fulvio De Santis Fulvio De Santis 29 agosto 2017
    • alby69 30 agosto 2017
      • Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 30 agosto 2017
        • alby69 30 agosto 2017
          • Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 30 agosto 2017
  7. Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 29 agosto 2017
    • alby69 30 agosto 2017
  8. Emanuele Bonanni Emanuele Bonanni 30 agosto 2017
    • alby69 30 agosto 2017

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