Das Basismaterial ist das Grundmaterial für die Herstellung von Leiterplatten (PCB). Die Wahl des richtigen Basismaterials ist für die ordnungsgemäße Funktion der elektronischen Schaltung von entscheidender Bedeutung und beeinflusst unter anderem deren mechanische, elektrische und thermische Eigenschaften. Auf dem Markt sind viele Arten von Basismaterialien erhältlich, die sich in ihrer Anwendung, den technischen Parametern und dem Preis unterscheiden. Worauf sollte man also bei der Auswahl eines Basismaterials achten, damit es die Projektanforderungen erfüllt?
Das Material FR-4 – eine kostengünstige und universelle Lösung
Eines der beliebtesten Materialien für die Herstellung von Leiterplatten ist das Basismaterial FR-4. Es handelt sich um ein thermisch aushärtendes Epoxid-Glas-Material, das sich durch gute mechanische und elektrische Eigenschaften bei relativ geringen Herstellungskosten auszeichnet. Dank seiner Eigenschaften eignet sich FR-4 sowohl für die Unterhaltungselektronik und Industrieelektronik als auch für grundlegende Anwendungen in der Automobilindustrie. Zu seinen Vorteilen zählen vor allem seine hohe mechanische Festigkeit, gute Temperaturbeständigkeit und günstiger Preis. Allerdings weist das Material FR-4 gewisse Einschränkungen auf, insbesondere bei höheren Frequenzen (über 0,5 GHz), wo Signalverluste hoch sein können.
Hochfrequenz-Materialien für spezielle Aufgaben
Eine weitere wichtige Gruppe von Basismaterialen sind Hochfrequenz-Materialien wie die des Herstellers Rogers. Sie zeichnen sich durch deutlich geringere dielektrische Verluste und bessere elektrische Eigenschaften in höheren Frequenzbereichen aus. Dadurch eignen sie sich ausgezeichnet für Anwendungen, die eine präzise Übertragung von Radio- und Mikrowellensignalen erfordern, wie Antennen, Signalverstärker, Funkgeräte, Radargeräte oder 5G-Telekommunikationssysteme. Rogers-Materialien ermöglichen eine bessere Stabilität der elektrischen Parameter, sind jedoch teurer als Standard-FR-4. Sie werden vor allem für Spezialanwendungen ausgewählt, bei denen die Signalqualität oberste Priorität hat.
Materialen auf Aluminiumbasis
In der Elektronikfertigung spielen auch Basismaterialien auf Aluminiumbasis (Alu MCPCB) eine wichtige Rolle. Ihr Hauptmerkmal ist die hervorragende Ableitung der von elektronischen Bauteilen erzeugten Wärme. Aluminiumträger werden besonders häufig in Anwendungen im Zusammenhang mit LED-Beleuchtung, Hochleistungsnetzteilen oder Leistungsschaltungen in der Automobilindustrie eingesetzt. Dank ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit verlängern Materialien auf Aluminiumbasis die Lebensdauer der Geräte, sorgen für eine ausreichende Kühlung und verringern die Gefahr einer Überhitzung der elektronischen Schaltungen.
Wie soll man sich entscheiden?
Die Auswahl des Basismaterials für die Leiterplattenherstellung sollte in erster Linie auf einer Analyse der technischen Anforderungen des jeweiligen Projekts und dem dafür vorgesehenen Budget basieren. Bei der Entscheidung sollten vor allem die folgenden Kriterien berücksichtigt werden:
- Frequenzbereich des Geräts (z. B. FR-4 unter 1 GHz, Rogers für hohe Frequenzen),
- Anforderungen an die Wärmeableitung (z. B. Alu-MCPCB bei hohen Leistungen),
- die Betriebsumgebung der Elektronik (z. B. Keramik-Materialien bei schwierigen Umgebungsbedingungen),
- Produktionskosten (z. B. FR-4 für Standardanwendungen in der Elektronik).
Die Auswahl des richtigen Basismaterials für die Leiterplattenherstellung kann ein entscheidender Faktor für die Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Qualität des gesamten elektronischen Geräts sein. Daher lohnt es sich, mit erfahrenen Leiterplattenherstellern zusammenzuarbeiten, die professionelle technische Beratung in jeder Phase der Produktion anbieten – vom Entwurf bis zum fertigen Produkt. Nur dann können Sie sicher sein, dass das ausgewählte Basismaterial alle technischen und wirtschaftlichen Anforderungen erfüllt und eine lange Lebensdauer und einen stabilen Betrieb der elektronischen Geräte gewährleistet.