Проводимость (conductivity) — это общий физический термин, обозначающий способность вещества или материала передавать (conduct) через себя различные формы энергии или сигналы. В контексте производства печатных плат и электроники ключевое значение имеет электрическая проводимость (electrical conductivity) — свойство материала проводить электрический ток (electric current) под действием внешнего электрического поля. Обратной величиной является электрическое сопротивление (electrical resistance). В стандартах, таких как IPC-T-50, данный термин применяется для описания свойств проводящих материалов, используемых в электронике, в первую очередь металлов.
Электрическая проводимость в материаловедении печатных плат
Электрическая проводимость материала определяется его удельной электропроводностью σ (сигма), измеряемой в сименсах на метр (См/м). Материалы с высокой проводимостью являются проводниками (conductors), с низкой — диэлектриками (dielectrics) или изоляторами (insulators). Для печатных плат основным проводящим материалом служит электролитическая медь (electrodeposited copper), наносимая на диэлектрическую подложку. Её проводимость зависит от чистоты, микроструктуры и толщины слоя. Контроль проводимости меди, а также других металлических покрытий (например, иммерсионного олова, химического никеля) важен для обеспечения целостности сигнала (signal integrity) и минимальных потерь в проводниках.
Значение для контроля качества и проектирования
В контрактном производстве прямое измерение удельной проводимости проводящих слоёв платы является частью углублённого анализа. Чаще проводятся косвенные испытания, такие как измерение сопротивления проводников (conductor resistance) или проверка целостности цепи (continuity testing). Для базовых материалов стандарты, например IPC-4101, устанавливают требования к свойствам медной фольги, включая её чистоту и массу на единицу площади, что напрямую коррелирует с проводимостью. В высокочастотных и силовых приложениях проектировщики учитывают проводимость материалов для расчёта потерь и нагрева, следуя рекомендациям IPC-2141 (Design Guide for High-Speed Controlled Impedance Circuit Boards) и IPC-2221.
Сопутствующие понятия
Следует различать общий термин «проводимость» и более узкие:
-
Теплопроводность (thermal conductivity) — способность материала проводить тепло, критически важная для теплоотвода (heat dissipation) от активных компонентов.
-
Ионная проводимость (ionic conductivity) — способность электролитов проводить ток за счёт движения ионов, что может становиться причиной утечек тока и коррозии при наличии загрязнений на поверхности платы.
Источники: IPC-T-50 (Terms and Definitions), IPC-4101 (Specification for Base Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards), IPC-2221, IPC-2141. Базовые физические определения также содержатся в научной литературе и стандартах, таких как ГОСТ Р 52002-2003 (Электротехника. Термины и определения основных понятий).