Диэлектрик (Dielectric) — это вещество, основным электрическим свойством которого является способность к поляризации под действием приложенного электрического поля при крайне малой электропроводности (удельное сопротивление ρ > 10⁸ Ом·м). В электронике диэлектрики используются в качестве изоляционных, поляризующих и накопительных сред в конденсаторах, а также в качестве подложек и межслойных изоляторов в печатных платах и интегральных схемах.
Ключевые параметры
Характеристики диэлектрика определяются его молекулярной структурой. Основные параметры включают диэлектрическую проницаемость (ε), тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ), электрическую прочность (пробивное напряжение) и объёмное удельное сопротивление. Для печатных плат критически важна стабильность этих параметров в рабочем диапазоне частот и температур.
Применение в производстве печатных плат
В контрактном производстве электроники диэлектрики являются основой конструкции.
-
Материалы основания. Эпоксидный стеклотекстолит FR-4 (по ГОСТ 10316-78), полиимид, керамика (Al₂O₃, AlN) и специализированные высокочастотные материалы (Rogers RO4000, PTFE).
-
Межслойная изоляция. В основном это препреги (prepreg) на основе стеклоткани, пропитанной смолой, для склеивания слоёв в многослойных платах.
-
Защитные и маскирующие покрытия, такие как паяльная маска (solder mask, по ГОСТ Р 54849-2011), конформные покрытия, подложки под кристаллы.
-
Диэлектрики в компонентах — слой оксида кремния (SiO₂) в МОП-структурах, керамика в многослойных керамических конденсаторах (MLCC).
Влияние на технологический процесс и надёжность
Выбор диэлектрика определяет многие параметры конечного изделия: скорость сигнала, потери, теплопроводность, механическую прочность и стоимость. Несоответствие диэлектрика требованиям (например, низкая Tg у классического FR-4 при бессвинцовой пайке) приводит к расслоению, деформациям и снижению электрической прочности. Контроль качества диэлектрических материалов включает испытания на термостойкость, адгезию меди и электрическую прочность по ГОСТ Р 55744-2013.
Источники: ГОСТ 10316-78, ГОСТ Р 54849-2011, ГОСТ Р 55744-2013, IPC-4101 «Specification for Base Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards», справочники по электротехническим материалам.