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Wenn Sie in letzter Zeit etwas für die Inneneinrichtung eingekauft haben, sind Sie wahrscheinlich in der einen oder anderen Form auf Laminat gestoßen. Die in vielen dekorativen Mustern und Farben erhältlichen laminierten Materialien veredeln und schützen die Oberflächen einer Vielzahl von Gegenständen. Es stellt sich heraus, dass sie in der Werkstatt eines Elektronikers genauso wichtig sind.
Was ist Laminat?
Laminat ist die wohl am häufigsten verwendete Oberflächenbeschichtung für MDF ( Holzfaserplatten), Sperrholz, Spanplatten, Holzmöbel, Wand- und Bodenpaneele Es wird nicht nur im Baugewerbe oder im Tischlerhandwerk verwendet, sondern auch überall dort, wo Karosserien, Maschinengehäuse, Tanks und andere Bauteile zum Einsatz kommen. Im Wesentlichen handelt es sich um einen künstlichen Verbundwerkstoff. Laminate werden durch das Zusammenpressen von dünnen Schichten flachen Papiers und Harzen hergestellt.
Die Verstärkungskomponente in der Schichtung und die Bindemittel zwischen diesen Schichten machen es zu einem hochfesten Material Die oberste Schicht wird häufig mit einem dekorativen Muster oder einer Farbe verziert. Laminat ist jedoch nicht gleich Laminat, so dass es sich lohnt, auf die vordefinierte Verwendung zu achten und sich nicht in dieser recht breiten Gruppe chemischer Produkte zu verlieren.
Arten von Laminaten
Wir wollen nun die Laminate in fünf Grundgruppen einteilen. Dies ist keine offizielle Einteilung, aber sie wird sicherlich helfen, die Besonderheiten von Laminaten aufgrund ihrer Anwendungen und ihres Aufbaus etwas besser zu verstehen.
- Dekorative Laminate – es ist leicht zu erraten, dass ihr wichtigster Vorteil ihr ästhetisches Aussehen ist. Dekoratives Laminat eignet sich gut als Deckschicht für Möbel.
- Industrielaminate – diese Arten von Laminaten haben eine höhere Festigkeit und sind widerstandsfähiger gegen Abnutzung und Verschleiß. Darüber hinaus sind sie schwer entflammbar, antibakteriell und chemikalienbeständig, so dass sie nicht nur in der Industrie, sondern beispielsweise auch in Krankenhäusern eingesetzt werden können.
- Kompaktlaminate – auch als laminierte Platten bekannt, ziemlich dick. Diese Platten sind in der Regel selbsttragend und müssen nicht auf ein anderes Material geklebt werden.
- Postforming-Laminate – diese flexiblen Versionen von Laminaten sind dünner als normale Laminate. Postforming bedeutet Biegen und Formen – auf diese Weise können gekrümmte Oberflächen ohne sichtbare Fugen erzielt werden, und es muss nicht befürchtet werden, dass Feuchtigkeit oder Schmutz in die Fugen eindringt. Sie können verwendet werden, um Tische, Säulen usw. zu umhüllen.
- Hochdruck- und Niederdrucklaminate – unterscheiden sich in erster Linie durch die Kraft, mit der das Laminatmaterial auf den Untergrund aufgebracht wird. Beispiele hierfür sind insbesondere HPL, ein hochdruckfestes, duroplastisches, wärmehärtendes Laminat aus Papierschichten, das typischerweise für Sperrholz verwendet wird, sowie LPL, ein Niederdrucklaminat, das sich für vertikale Anwendungen mit geringem Verschleiß eignet. Man begegnet ihnen praktisch täglich in Geschäften, auf Büromöbeln, in Regalen oder Gestellen.
Prepreg
Nachdem wir nun die Einführung und die Grundlagen der Verwendung von Laminaten in der dekorativen Industrie behandelt haben, wollen wir uns nun den Fragen zuwenden, die für Heimwerker und Elektronikprofis von Interesse sind. Wenn das Prepreg oder das Laminat-Zwischenprodukt höheren Temperaturen ausgesetzt wird, beginnt das Harz zu erweichen und zu schmelzen. Wenn es vollständig schmilzt und einen Punkt erreicht, der als duroplastisch bezeichnet wird, härtet es wieder aus und wird starr. Interessanterweise sind Prepregs und Laminate sehr leicht. Prepreg-Platten oder Glasfasern werden zur Herstellung vieler Dinge verwendet – von Golfschlägern über Bootsrümpfen bis hin zu Flugzeug- und Windturbinenflügeln. Sie sind aber auch entscheidend für die Herstellung von PCBs.
PCB-Laminate aus Kupfer
Kupferlaminate (kupferkaschiert) bestehen aus Prepreg-Blechen, die unter Hitze und Druck beidseitig mit Kupferfolie laminiert werden. Nach dem Aushärten des Harzes sind die PCB-Laminate wie ein Kunststoffverbund mit Kupferfolien auf beiden Seiten.
Durch Ätzen der Kupferfolie wird ein Schaltkreis auf der Oberfläche erzeugt. Diese Kupferschaltungen werden zu Leiternoder “elektrischen Kabeln” auf den inneren und äußeren Schichten der Platine. Sobald die Laminatschichten mit den Schaltkreisen abgebildet und geätzt sind, werden sie mit dem bereits erwähnten Prepreg zusammenlaminiert.
Lötstoppmaske
Sicherlich kennt jeder die markante grüne Beschichtung. Dabei handelt es sich um die Lötstoppmaske, eine grüne Epoxidbeschichtung, die die Schaltkreise auf den äußeren Lagen der Leiterplatte bedeckt. Die internen Schaltkreise befinden sich in Prepreg-Lagen, so dass sie nicht geschützt werden müssen. Allerdings oxidieren und korrodieren die äußeren Schichten mit der Zeit, wenn sie nicht geschützt werden. Die Lötstoppmaske bietet daher Schutz für die Leiterbahnen auf der Außenseite der Leiterplatte.
Die Lötstoppmaske schützt alle Schaltungen auf den äußeren Lagen der Leiterplatte, auf denen Sie keine Bauteile anbringen wollen. Sie sollten aber auch freiliegende Kupferlöcher und Pads schützen, an denen Sie Bauteile löten und montieren wollen. Um diese Bereiche zu schützen und eine gute Oberfläche für das Löten zu erhalten, werden in der Regel metallische Beschichtungen wie Nickel, Gold, Zinn/Blei oder Silber verwendet.
Nomenklatur
Dann ist da noch die Nomenklatur, die manchmal als Siebdruck bezeichnet wird. Dies sind die weißen Buchstaben, Zahlen und Symbole, die auf der Oberseite der Lötstoppmaske der Leiterplatte zu sehen sind. Die Beschriftungen zeigen, wo sich die Bauteile auf der Platine befinden, und geben manchmal ihre Ausrichtung an. Natürlich ist die Lötstoppmaske auch in anderen Farben als grün und weiß erhältlich, aber diese sind die beliebtesten.
FR4-Laminat - die Grundlage der Leiterplattenlaminierung
Es ist unmöglich, darauf zu verzichten. FR-4 oder FR4 ist ein häufig verwendeter Verbundwerkstoff, der aus Glasfasern mit einem Epoxidharzbindemittel besteht, das schwer entflammbar bzw. selbstverlöschend ist – ein wichtiger Aspekt im Falle eines Kurzschlusses oder Brandes. Es ist die beste Wahl für gedruckte Schaltungen (PCBs). Eine dünne Schicht Kupferfolie wird in der Regel auf eine oder beide Seiten der FR-4-Epoxidglasplatte laminiert. Die Dicke oder das Gewicht des Kupfers kann variieren und wird daher separat angegeben. Die Vielseitigkeit des Materials ist bemerkenswert – man findet es auch bei der Konstruktion von Relais, Schaltern, Schienen, Unterlegscheiben, Lichtbogenabschirmungen, Transformatoren oder Klemmenleisten.
Denken Sie also daran, dass FR4-Epoxidglas ein beliebtes und vielseitiges Duroplast-Hochdrucklaminat mit einem guten Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht ist. Da FR4 fast kein Wasser absorbiert, wird es am häufigsten als elektrischer Isolator mit hoher mechanischer Festigkeit verwendet. Sie können sicher sein, dass das Material seine mechanische Festigkeit und seine elektrischen Isolationseigenschaften sowohl unter trockenen als auch unter nassen Bedingungen beibehält. Dank dieser Attribute und der guten Fertigungseigenschaften wird FR4 in einer Vielzahl von elektrischen und mechanischen Anwendungen eingesetzt.
