Prepreg PCB to tkanina szklana nasycona częściowo utwardzoną żywicą, która podczas prasowania spaja warstwy płytki i tworzy izolację między nimi. Dobieraj go według systemu żywicy, typu tkaniny, zawartości żywicy i wymaganej grubości dielektryka po prasowaniu. Samo oznaczenie 1080, 2116 lub 7628 nie określa końcowego odstępu między warstwami miedzi.
Spis treści
- Prepreg w układzie warstw
- Wpływ prasowania na dobór prepregu
- Typy prepregu: 1080, 2116 i 7628
- Zawartość żywicy RC w specyfikacji
- Rozpływ żywicy i sposób jego oceny
- Grubość prepregu po prasowaniu i wpływ miedzi
- Pomiar grubości dielektryka na mikroprzekroju
- Dobór i specyfikacja prepregu do PCB
- Najczęstsze pytania o prepreg PCB
Prepreg a rdzeń: co wskazać w układzie warstw?
W typowej sztywnej PCB z FR-4 prepreg zawiera tkaninę szklaną i żywicę epoksydową częściowo utwardzoną do stanu B. W odróżnieniu od utwardzonego rdzenia dostarcza żywicy do spojenia warstw podczas prasowania. Szczegóły materiałowe omawia porównanie prepregu i rdzenia.
Typowy układ czterowarstwowy to: folia L1 — prepreg — rdzeń z miedzią L2 i L3 — prepreg — folia L4. W dokumentacji wskaż wymagane odstępy L1–L2 oraz L3–L4. Pakiet prepregu może zawierać kilka arkuszy; ich liczba nie oznacza liczby warstw przewodzących. Przykłady zawiera poradnik o układzie warstw PCB.
Jak prasowanie wpływa na dobór prepregu?
Podczas ogrzewania żywica mięknie, wypełnia przestrzenie między przewodnikami, a następnie trwale się utwardza. Temperatura, nacisk, czas i odprowadzanie powietrza muszą odpowiadać systemowi żywicy oraz konstrukcji pakietu. Niedostateczne wypełnienie może pozostawić pustki, a nadmierny odpływ żywicy — zmniejszyć miejscową grubość izolacji.
Przy dopuszczaniu zamiennika potwierdź z wykonawcą zgodność materiału z procesem prasowania. Jeśli dostarczasz własny prepreg, uzgodnij również termin przydatności i warunki przechowywania według dokumentacji dostawcy.
Typy prepregu PCB: co oznaczają 1080, 2116 i 7628?
Numery 1080, 2116 i 7628 opisują konstrukcję tkaniny szklanej, a nie gatunek żywicy ani gotową grubość izolacji. Do jednoznacznego doboru potrzebne są nazwa materiału producenta, typ tkaniny, zawartość żywicy i liczba arkuszy.
Źródło: Isola IS400, „Dielectric Constant (Dk) / Dissipation Factor (Df) Table”, część „Prepreg Data”, s. 3, rewizja A (04/2017); dostęp: 31.10.2026. To wartości katalogowe konkretnego systemu, nie pomiary OurPCB. Grubości z kolumny w milimetrach nie gwarantują odstępu w gotowej PCB; do zamówienia uzyskaj od wykonawcy aktualną kartę wybranego wariantu.
| Materiał i typ tkaniny | Zawartość żywicy RC | Grubość katalogowa |
|---|---|---|
| Isola IS400, 1080 | 65% | 0,079 mm |
| Isola IS400, 1080 | 69% | 0,089 mm |
| Isola IS400, 2116 | 53% | 0,119 mm |
| Isola IS400, 2116 | 57% | 0,135 mm |
| Isola IS400, 7628 | 46% | 0,201 mm |
| Isola IS400, 7628 | 51% | 0,221 mm |
W tych wariantach 1080 tworzy cieńsze warstwy niż 7628, lecz nie oznacza to, że jeden typ jest zawsze lepszy. Oznaczenia SR, MR i HR, spotykane w ofertach, odnoszą się do wariantów zawartości żywicy według konwencji dostawcy. Nie zastępują liczbowego RC i tolerancji. Więcej żywicy może ułatwić wypełnienie reliefu miedzi, ale nie gwarantuje właściwej grubości ani poprawnego spojenia.
Zawartość żywicy RC: co sprawdzić w specyfikacji?
RC określa procentowy udział masowy żywicy, nie jej udział objętościowy. W specyfikacji podaj wartość z tolerancją; samo oznaczenie HR nie wystarcza. Jeśli wymagasz kontroli partii, uzgodnij metodę: IPC-TM-650 2.3.16.1, rewizja C (12/1994), opisuje wyznaczanie RC z masy prepregu i znanej masy tkaniny dla tej samej powierzchni. Wynik nie określa grubości po prasowaniu.
Rozpływ żywicy: jak porównywać materiały?
Materiały o takim samym RC mogą inaczej zachowywać się w prasie. Porównując rozpływ, wymagaj tej samej metody i warunków próby. IPC-TM-650 2.3.17, rewizja D (08/1997), opisuje ocenę procentowego rozpływu na podstawie masy pakietu i krążka wyciętego po prasowaniu. Wyniku nie przelicza się na procent zmniejszenia grubości dielektryka. Granice akceptacji trzeba uzgodnić z dostawcą.
Grubość prepregu po prasowaniu: ile żywicy wypełnia relief miedzi?
Relief miedzi to różnica wysokości między pozostawionymi przewodnikami a obszarami, z których usunięto miedź. Przy tej samej grubości miedzi większa powierzchnia wytrawiona wymaga większej objętości żywicy do wypełnienia zagłębień. Dlatego samo stwierdzenie „gęsty układ ścieżek” nie wystarcza do doboru prepregu.
Rozróżniaj grubość luźnego arkusza, grubość utwardzonego pakietu w warunkach odniesienia oraz odstęp między powierzchniami przewodników w gotowej PCB. Do obliczeń impedancji potrzebny jest ostatni z tych wymiarów.
Przykład (założenia): wpływ reliefu miedzi na odstęp
Przyjmijmy nominalną miedź 35 µm, założone 60% powierzchni wytrawionej z jednej strony pakietu oraz pełną folię z drugiej. Wypełnienie zagłębień zużywa objętość odpowiadającą warstwie 0,60 × 35 = 21 µm. Dla założonej grubości pakietu 270 µm po utwardzeniu między płaskimi powierzchniami uproszczony odstęp nad zachowaną miedzią wynosi 270 − 21 = 249 µm.
To bilans objętości, nie pomiar ani prognoza minimalnej izolacji: zakłada pełne wypełnienie, pomija odpływ żywicy, skurcz i odkształcenie tkaniny. Dlatego przekaż producentowi wzór i grubość miedzi obu sąsiednich warstw — suma grubości katalogowych arkuszy nie wystarcza do zatwierdzenia odstępu.
Jak zmierzyć grubość dielektryka po sprasowaniu prepregu?
Do odbioru uzgodnij pomiar na skalibrowanym mikroprzekroju płytki lub reprezentatywnego kuponu. Raport powinien pozwalać ocenić konkretny odstęp dielektryczny, a nie tylko całkowitą grubość PCB:
- Wskaż parę warstw i miejsce. Zaznacz, czy oceniany jest odstęp pod ścieżką, między płaszczyznami czy w obszarze o małym pokryciu miedzią.
- Ustal granice pomiaru. Mierz prostopadle między zwróconymi ku sobie powierzchniami miedzi. Nie doliczaj grubości przewodników, maski lutowniczej ani odległości między środkami warstw.
- Sprawdź kilka miejsc. Zachowaj wartości lokalne, minimum i maksimum. Średnia może ukryć zbyt cienki fragment izolacji.
- Zapisz warunki oceny. Raport powinien zawierać identyfikację partii, skalę, miejsca pomiarów, wymagany zakres grubości i niepewność pomiaru.
Przed produkcją uzgodnij liczbę i rozmieszczenie próbek oraz sposób uwzględniania niepewności przy odbiorze. Przygotowanie próbki i ograniczenia badania opisuje poradnik o mikrosekcji PCB.
Jak dobrać prepreg PCB i opisać go w dokumentacji?
Prepreg a Dk, Df i wymagania cieplne PCB
Udział szkła i żywicy wpływa na względną przenikalność elektryczną Dk, tangens kąta strat dielektrycznych Df oraz rozszerzalność cieplną CTE. Dk i Df są bezwymiarowe; do obliczeń dobiera się je dla właściwej konstrukcji materiału, częstotliwości i metody wyznaczania. Nie przyjmuj jednej Dk dla wszystkich materiałów FR-4. Zależności te rozwija poradnik o stałej dielektrycznej FR-4.
Temperatura zeszklenia Tg nie jest dopuszczalną temperaturą ciągłej pracy PCB. Rdzeń i prepreg muszą tworzyć zestaw zgodny z prasowaniem, warunkami eksploatacji i profilem lutowania uzgodnionym dla montażu PCB. Samo wspólne oznaczenie FR-4 lub identyczna Tg nie wystarczają do zatwierdzenia zamiennika.
Specyfikacja prepregu i kontrola grubości dielektryka
Do zapytania o produkcję PCB dołącz układ warstw i pliki miedzi. Przed zatwierdzeniem zamówienia uzgodnij:
- producenta i nazwę systemu materiałowego, typ tkaniny, RC z tolerancją oraz liczbę arkuszy;
- docelowe odstępy dielektryczne po prasowaniu, ich tolerancje i miejsca kontroli;
- grubości miedzi oraz jej rozmieszczenie na obu powierzchniach sąsiadujących z prepregiem;
- wymaganą impedancję i parametry materiału użyte do jej obliczenia;
- metody kontroli materiału i przekrojów, zakres pobierania próbek oraz kryteria odbioru;
- zasady zatwierdzania zmian materiału lub pakietu arkuszy.
IPC-4101 dotyczy materiałów bazowych do sztywnych PCB; jeśli jest przywołana w zamówieniu, wskaż właściwe wydanie i specyfikację szczegółową materiału. Metoda badania nie ustanawia automatycznie limitu akceptacji dla konkretnej płytki. Rozróżnienie wymagań materiałowych i odbiorczych opisuje poradnik o normach IPC.
Najczęstsze pytania o prepreg PCB
Czy prepreg 1080 zawsze ma taką samą grubość?
Nie. Numer oznacza typ tkaniny, a grubość zależy również od zawartości i systemu żywicy oraz prasowania. W tabeli IS400 dwa warianty 1080 mają różne RC i grubości katalogowe. Zamawiaj konkretną konstrukcję i wymagany odstęp po prasowaniu.
Ile arkuszy prepregu potrzeba między warstwami PCB?
Nie ma jednej liczby dla wszystkich konstrukcji. Producent dobiera pakiet do wymaganej izolacji, reliefu miedzi i zatwierdzonego procesu. Dwa arkusze bywają rozwiązaniem konstrukcyjnym, lecz nie są uniwersalnym wymaganiem dla każdej pary warstw.
Czy większa zawartość żywicy oznacza lepszy prepreg?
Nie. Większa ilość żywicy może pomóc wypełnić zagłębienia przy grubej miedzi, ale zmienia też grubość i właściwości dielektryczne. RC trzeba rozpatrywać razem z rozpływem, budową płytki i parametrami prasowania.
Czy grubość prepregu można sprawdzić suwmiarką na gotowej PCB?
Suwmiarka pokazuje całkowitą grubość płytki w miejscu pomiaru. Nie rozdziela miedzi, rdzeni i poszczególnych warstw izolacji. Do oceny konkretnego odstępu dielektrycznego służy odpowiednio przygotowany i skalibrowany mikroprzekrój.
Czy można zastąpić prepreg cienkim rdzeniem?
Nie przez prostą zamianę. Rdzeń jest już utwardzony i nie dostarcza żywicy wiążącej sąsiednie warstwy. Zmiana wymaga ponownego doboru układu warstw i materiału do ich spojenia.
