Materiali dei PCB

Conduttore

Il conduttore in un circuito stampato è il materiale con cui sono fatte le piste, le piazzole e tutto ciò che deve condurre corrente o propagare tensione.

A meno che non si facciano circuiti stampati molto esotici, il conduttore utilizzato sarà il rame, che come noto è il metallo con conducibilità elettrica tra le più elevate.

Controllando la larghezza delle piste e lo spessore del rame (si veda l'articolo dedicato) è possibile  gestire correnti più o meno elevate o impedenze caratteristiche.

Substrato

Il substrato, altrimenti chiamato anche dielettrico, è il materiale isolante che separa due strati di conduttore. In un circuito stampato a due strati si avrà quindi un substrato centrale in mezzo a due strati di rame solitamente chiamati TOP e BOTTOM.

Per realizzare circuiti stampati con più di due strati, due o più blocchi di conduttore-substrato-conduttore vengono saldati insieme per mezzo del pre-preg, una fibra pre-impregnata di resina, a seguito del processo di laminazione (pressatura ad elevata temperatura).

Spessore del substrato

Lo spessore standard del substrato è 1,6 mm, sia per circuiti a due strati che per multistrato a 4/6 strati. Però in generale maggiore è il numero di strati, e più spesso sarà il circuito stampato, per vincoli di spessore minimo degli strati.

Può essere necessario uno spessore maggiore (esempio 3,2 mm) o minore (esempio 0,2 mm) per ragioni meccaniche o di impedenze caratteristiche.
 

Materiale del substrato

Il materiale più comune per il substrato è FR4, una  fibra di vetro molto resistenze all'umidità e alla temperatura (le lettere FR sono l'acronimo di "Fire Retardant"). 

Tuttavia per impieghi con particolari esigenze di alta temperatura o prestazioni ad elevate frequenze, altri materiali diventano preferibili. Per esempio nel campo delle alte frequenze (in generale dal GHz in su) si usano substrati come il Roger. E per applicazioni aerospaziali ad elevate temperature si usa il polyimide.

Caso particolare è l'alluminio isolato (IMS) usato per gestire elevate dissipazioni di potenza. Si tratta di un circuito stampato costruito su una placca di alluminio a cui viene applicato un pre-preg con eccellente capacità di dissipazione del calore e ottima resistenza dielettrica ad elevate tensioni. Il pre-preg speciale è reso un buon conduttore termico grazie alle fibre ceramiche o di boro in esso contenute, tali da conseguire una conducibilità termica un ordine di grandezza superiore a quella di un FR4.


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