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Lohnt es sich, sich ein „Alles, was Sie über Tg in PCB wissen sollten“ zu besorgen? | Beste Technologie

Juli 22, 2023

Änderungen der Arbeitstemperatur können einen erheblichen Einfluss auf den Betrieb, die Zuverlässigkeit, die Lebensdauer und die Qualität von Produkten haben. Temperaturanstiege führen dazu, dass sich Materialien ausdehnen. Allerdings haben die Substratmaterialien, aus denen Leiterplatten bestehen, unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Dies verursacht mechanische Spannungen, die zu Mikrorissen führen können, die bei elektrischen Tests am Ende der Produktion möglicherweise unentdeckt bleiben.

 

Aufgrund der RoHS-Richtlinie aus dem Jahr 2002 sind bleifreie Legierungen zum Löten erforderlich. Allerdings führt die Entfernung von Blei direkt zu einem Anstieg der Schmelztemperatur, weshalb Leiterplatten beim Löten (einschließlich Reflow- und Wellenlöten) höheren Temperaturen ausgesetzt sind. Abhängig vom gewählten Reflow-Verfahren (einfach, doppelt usw.) ist es notwendig, eine Leiterplatte mit geeigneten mechanischen Eigenschaften zu verwenden, insbesondere eine mit geeignetem Tg. 


Was ist Tg?

Tg (Glasübergangstemperatur) ist der Temperaturwert, der die mechanische Stabilität der Leiterplatte während der Betriebslebensdauer der Leiterplatte garantiert. Sie bezieht sich auf die kritische Temperatur, bei der das Substrat von fest zu gummiartiger Flüssigkeit schmilzt. Wir nennen sie Tg-Punkt oder Schmelzpunkt, um das Verständnis zu erleichtern. Je höher der Tg-Punkt ist, desto höher ist der Temperaturbedarf der Platte beim Laminieren, und eine Platte mit hoher Tg wird nach dem Laminieren auch hart und spröde sein, was für den nächsten Prozess wie mechanisches Bohren (falls vorhanden) von Vorteil ist und bessere elektrische Eigenschaften während des Gebrauchs beibehält.

Die Glasübergangstemperatur lässt sich aufgrund vieler Faktoren nur schwer genau messen. Da jedes Material seine eigene Molekülstruktur hat, haben verschiedene Materialien daher unterschiedliche Glasübergangstemperaturen und zwei verschiedene Materialien können den gleichen Tg-Wert haben, auch wenn sie unterschiedliche Eigenschaften haben. Dies ermöglicht uns eine alternative Auswahl, wenn das benötigte Material nicht vorrätig ist.


Merkmale von Materialien mit hoher Tg

l  Bessere thermische Stabilität

l  Gute Feuchtigkeitsbeständigkeit

l  Niedrigerer Wärmeausdehnungskoeffizient

l  Gute chemische Beständigkeit als Material mit niedriger Tg

l  Hoher Wert der thermischen Spannungsbeständigkeit

l  Ausgezeichnete Zuverlässigkeit


Vorteile von High-Tg-PCB

Im Allgemeinen beträgt eine normale FR4-Tg-Leiterplatte 130–140 Grad, die mittlere Tg liegt über 150–160 Grad und die hohe Tg liegt über 170 Grad. Hohe FR4-Tg weist eine bessere mechanische und chemische Beständigkeit gegenüber Hitze und Feuchtigkeit auf als Standard-FR4. Hier sind einige Vorteile von Leiterplatten mit hoher Tg für Ihre Überprüfung: 

1.       Höhere Stabilität: Es verbessert automatisch die Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie die Stabilität des Geräts, wenn die Tg eines PCB-Substrats erhöht wird.

2.       Widersteht einem Design mit hoher Leistungsdichte: Wenn das Gerät eine hohe Leistungsdichte und einen relativ hohen Heizwert aufweist, ist eine Leiterplatte mit hoher Tg eine gute Lösung für das Wärmemanagement. 

3.       Größere Leiterplatten können verwendet werden, um das Design und die Leistungsanforderungen der Geräte zu ändern und gleichzeitig die Wärmeentwicklung gewöhnlicher Leiterplatten zu reduzieren. Es können auch Leiterplatten mit hoher Tg verwendet werden. 

4.       Ideale Wahl für mehrschichtige und HDI-Leiterplatten: Da mehrschichtige und HDI-Leiterplatten kompakter und schaltungsdichter sind, führt dies zu einer hohen Wärmeableitung.  Daher werden Leiterplatten mit hohem TG häufig in Mehrschicht- und HDI-Leiterplatten verwendet, um die Zuverlässigkeit der Leiterplattenherstellung sicherzustellen.


Wann benötigen Sie eine High-Tg-Leiterplatte?

Um die beste Leistung einer Leiterplatte zu gewährleisten, sollte die maximale Betriebstemperatur der Leiterplatte normalerweise etwa 20 Grad unter der Glasübergangstemperatur liegen. Wenn der Tg-Wert des Materials beispielsweise 150 Grad beträgt, sollte die tatsächliche Betriebstemperatur dieser Leiterplatte nicht mehr als 130 Grad betragen. Wann benötigen Sie also eine Leiterplatte mit hohem Tg?

1.       Wenn Ihre Endanwendung einer thermischen Belastung von mehr als 25 Grad Celsius unter der Tg standhalten muss, ist eine Leiterplatte mit hoher Tg die beste Wahl für Ihre Anforderungen.

2.       Um die Sicherheit zu gewährleisten, wenn Ihre Produkte eine Betriebstemperatur von mindestens 130 Grad erfordern, eignet sich eine Leiterplatte mit hohem Tg hervorragend für Ihre Anwendung.

3.       Wenn Ihre Anwendung eine mehrschichtige Leiterplatte erfordert, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden, ist ein Material mit hoher Tg gut für die Leiterplatte.


Anwendungen, die eine Leiterplatte mit hoher Tg erfordern

l  Tor

l  Wandler

l  Antenne

l  WLAN-Booster

l  Entwicklung eingebetteter Systeme

l  Eingebettete Computersysteme

l  AC-Netzteile

l  RF-Gerät

l  LED-Industrie

 

Best Tech verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Herstellung von Leiterplatten mit hohem Tg. Wir können Leiterplatten von Tg170 bis maximal Tg260 herstellen. Wenn Ihre Anwendung hingegen extrem hohen Temperaturen wie 800 °C ausgesetzt sein muss, ist es besser, sie zu verwendenKeramikplatte die Temperaturen von -55 bis 880 °C aushalten kann.


Grundinformation
  • Jahr etabliert
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