Вестник УлГТУ

Cite. Oleg V. Ivanov, Andrey B. Klimovsky Study of performance characteristics of structural materials of printed circuit boards // Bulletin of Ulyanovsk State Technical University 113(1), 66-70 (2026).

Abstract. The results of a comparative study of Russian and foreign structural materials for printed circuit boards are presented, with an emphasis on thermal design.. Three groups of typical products are considered: multilayer boards (MLB), flexible and rigid-flex boards (FPC/RFPCB), and metal-core boards (MCPCB/IMS). A unified numerical workflow in Solid Edge 2019 is used to ensure comparability under identical boundary conditions and ambient temperature of 25 °C. The key criteria are maximum temperature, thermal resistance, and heating dynamics. The simulation results are shown to be consistent with published experimental data in terms of the order of thermal resistance values. Russian materials provide at least comparable thermal performance in all considered groups and in several cases reduce the temperature peak. Among interlayer materials, the Russian prepreg EM-5 demonstrates the strongest positive effect. For higher power applications, MCPCB/IMS structures are confirmed to be appropriate, while Russian aluminum substrates can be used as a base option for import substitution.

Keywords: printed circuit board, thermal modeling, MCPCB, FPC, multilayer PCB, prepreg, import substitution, Solid Edge

Цитата. Олег Владимирович Иванов, Андрей Борисович Климовский Исследование эксплуатационных характеристик конструктивных материалов печатных плат // Вестник Ульяновского государственного технического университета. 2026. №1. С. 66-70

Аннотация. Представлены результаты сравнительного исследования российских и зарубежных конструктивных материалов печатных плат с акцентом на тепловое проектирование. Рассмотрены три группы типовых изделий: многослойные платы (MLB), гибкие и гибко-жёсткие платы (FPC/RFPCB), а также платы на металлическом основании (MCPCB/IMS). Для сопоставимого анализа использована единая методика численного моделирования в Solid Edge 2019 с одинаковыми граничными условиями теплообмена и температурой окружающей среды 25 °C. В качестве критериев приняты максимальная температура, тепловое сопротивление и динамика нагрева. Показано, что результаты моделирования согласуются с опубликованными экспериментальными данными по порядку величин тепловых сопротивлений. Установлено, что отечественные материалы в рассматриваемых группах обеспечивают как минимум сопоставимый тепловой режим, а в ряде случаев позволяют снизить температурный пик. Наиболее выраженный эффект среди межслойных материалов показал отечественный препрег ЭМ-5. Для задач повышенной мощности подтверждена целесообразность применения MCPCB/IMS; отечественные алюминиевые подложки могут использоваться как базовый вариант в условиях импортозамещения.

Ключевые слова: печатная плата, PCB, тепловое моделирование, MCPCB, FPC, многослойная плата, препрег, импортозамещение, Solid Edge

doi: 10.61527/1684-7016-2026-1-66-70