Material für Leiterplatten

Einfache Leiterplatten bestehen aus einem elektrisch isolierenden Trägermaterial (Basismaterial), auf dem eine oder zwei Kupferschichten aufgebracht sind. Die Schichtstärke beträgt typischerweise 35 µm und für Anwendungen mit höheren Strömen zwischen 70 µm und 140 µm. In englischsprachigen Ländern wird statt der Schichtstärke die Masse der leitfähigen Schicht pro Flächeneinheit in Unzen pro Quadratfuß (oz/sq.ft) angegeben. In diesem Fall entspricht 1 oz/sq.ft etwa 35 µm Schichtstärke.

Das Basismaterial war früher oft Pertinax (Phenolharz mit Papierfasern, sog. Hartpapier, Materialkennung FR2). Heute werden – außer für billige Massenartikel – meistens mit Epoxidharz getränkte Glasfasermatten verwendet (Materialkennung FR4). Dieses Material hat eine bessere Kriechstromfestigkeit und bessere Hochfrequenzeigenschaften sowie eine geringere Wasseraufnahme als Hartpapier.

Materialbezeichnungen:

• FR1 = Phenolharz + Papier (billige Sorte)
• FR2 = Phenolharz + Papier (Standard-Qualität)
• FR3 = Epoxidharz + Papier
• FR4 = Epoxidharz + Glasfasergewebe
• FR5 = Epoxidharz + Glasfasergewebe (wärmebeständiger)

FR steht für flame retardant (dt. flammenhemmend).

Für Spezialanwendungen kommen auch andere Materialien zum Einsatz, wie beispielsweise Teflon oder Keramik in LTCC und HTCC für die Hochfrequenztechnik sowie Polyesterfolie für flexible Leiterplatten. Hersteller dieser speziellen Basismaterialien sind Firmen wie Rogers Corporation, wovon sich auch die umgangssprachliche Bezeichnung „Rogers“ im technischen Englischen für teflonbasierende Leiterplatten mit Anwendungsbereich in der Hochfrequenztechnik ableitet. Neueste Entwicklungen setzen auch Glas als Basismaterial ein, für Leiterplatten mit hohen Anforderungen an die Wärmeabführung werden Basismaterialien mit Metallkernen verwendet, z. B. im Bereich der Beleuchtungstechnik mit Hochleistungs-LEDs.

Bei Anwendungen für niedrige Temperaturen oder hohe Luftfeuchtigkeit können auch Basismaterialien mit integrierten Heizelementen eingesetzt werden, die Unterkühlen oder Betauung der Schaltung verhindern.

Zudem wird an alternativen Materialien geforscht, die umweltfreundlicher sind, aktuell gibt es dort aber noch Probleme mit der Feuchteresistenz.