Οι αλλαγές θερμοκρασίας εργασίας μπορεί να έχουν σημαντική επίδραση στη λειτουργία, την αξιοπιστία, τη διάρκεια ζωής και την ποιότητα των προϊόντων. Η άνοδος της θερμοκρασίας έχει ως αποτέλεσμα τη διαστολή των υλικών, ωστόσο, τα υλικά υποστρώματος από τα οποία είναι κατασκευασμένα τα PCB έχουν διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής, αυτό προκαλεί μηχανική καταπόνηση που μπορεί να δημιουργήσει μικρορωγμές που μπορεί να μην ανιχνευθούν κατά τις ηλεκτρικές δοκιμές που πραγματοποιούνται στο τέλος της παραγωγής.
Λόγω της πολιτικής του RoHS που εκδόθηκε το 2002 απαιτούνται κράματα χωρίς μόλυβδο για συγκόλληση. Ωστόσο, η αφαίρεση του μολύβδου οδηγεί άμεσα στην άνοδο της θερμοκρασίας τήξης, επομένως οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων υπόκεινται σε υψηλότερες θερμοκρασίες κατά τη συγκόλληση (συμπεριλαμβανομένης της επαναροής και του κύματος). Ανάλογα με την επιλεγμένη διαδικασία επαναροής (μονό, διπλό…), είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε ένα PCB με κατάλληλα μηχανικά χαρακτηριστικά, ειδικά ένα με κατάλληλο Tg.
Τι είναι το Tg;
Το Tg (θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού) είναι η τιμή θερμοκρασίας που εγγυάται τη μηχανική σταθερότητα του PCB κατά τη διάρκεια ζωής του PCB, αναφέρεται στην κρίσιμη θερμοκρασία στην οποία το υπόστρωμα λιώνει από στερεό σε υγρό με καουτσούκ, που ονομάσαμε σημείο Tg ή σημείο τήξης για εύκολη κατανόηση. Όσο υψηλότερο είναι το σημείο Tg, τόσο υψηλότερη θα είναι η απαίτηση θερμοκρασίας της σανίδας κατά την πλαστικοποίηση και η σανίδα με υψηλή περιεκτικότητα σε Tg μετά την πλαστικοποίηση θα είναι επίσης σκληρή και εύθραυστη, κάτι που ωφελεί για την επόμενη διαδικασία όπως η μηχανική διάτρηση (εάν υπάρχει) και διατηρεί καλύτερες ηλεκτρικές ιδιότητες κατά τη χρήση.
Η θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού είναι δύσκολο να μετρηθεί με ακρίβεια λαμβάνοντας υπόψη πολλούς παράγοντες, καθώς και κάθε υλικό έχει τη δική του μοριακή δομή, επομένως, διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετική θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου και δύο διαφορετικά υλικά μπορεί να έχουν την ίδια τιμή Tg, ακόμη και αν έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά, αυτό μας δίνει τη δυνατότητα να έχουμε μια εναλλακτική επιλογή όταν το απαραίτητο υλικό είναι εκτός αποθέματος.
Χαρακτηριστικά υλικών High Tg
μεγάλο Καλύτερη θερμική σταθερότητα
μεγάλο Καλή αντοχή στην υγρασία
μεγάλο Χαμηλότερος συντελεστής θερμικής διαστολής
μεγάλο Καλή χημική αντοχή από το υλικό χαμηλού Tg
μεγάλο Υψηλή τιμή αντοχής στη θερμική καταπόνηση
μεγάλο Άριστη αξιοπιστία
Πλεονεκτήματα του PCB υψηλής περιεκτικότητας σε Tg
Γενικά, ένα κανονικό PCB FR4-Tg είναι 130-140 μοίρες, το μεσαίο Tg είναι μεγαλύτερο από 150-160 μοίρες και το υψηλό Tg είναι μεγαλύτερο από 170 μοίρες, το High FR4-Tg θα έχει καλύτερη μηχανική και χημική αντοχή στη θερμότητα και την υγρασία από το τυπικό FR4, εδώ είναι μερικά πλεονεκτήματα του υψηλού Tg:
1. Υψηλότερη σταθερότητα: Θα βελτιώσει αυτόματα την αντίσταση στη θερμότητα, τη χημική αντίσταση, την αντοχή στην υγρασία, καθώς και τη σταθερότητα της συσκευής εάν αυξηθεί το Tg ενός υποστρώματος PCB.
2. Αντοχή στο σχεδιασμό υψηλής πυκνότητας ισχύος: Εάν η συσκευή έχει υψηλή πυκνότητα ισχύος και αρκετά υψηλή θερμογόνο δύναμη, τότε το υψηλό Tg PCB θα είναι μια καλή λύση για τη διαχείριση της θερμότητας.
3. Οι μεγαλύτερες πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αλλαγή του σχεδιασμού και των απαιτήσεων ισχύος του εξοπλισμού, μειώνοντας παράλληλα την παραγωγή θερμότητας των συνηθισμένων πλακών, ενώ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί PCBS υψηλής Tg.
4. Ιδανική επιλογή πολυστρωματικού και HDI PCB: Επειδή τα πολυστρωματικά και HDI PCB είναι πιο συμπαγή και πυκνά κυκλώματα, θα έχει ως αποτέλεσμα υψηλό επίπεδο απαγωγής θερμότητας. Ως εκ τούτου, τα PCB υψηλής TG χρησιμοποιούνται συνήθως σε πολυστρωματικά PCB και PCB HDI για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία της κατασκευής PCB.
Πότε χρειάζεστε ένα PCB High Tg;
Κανονικά για να εξασφαλιστεί η καλύτερη απόδοση ενός PCB, η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας της πλακέτας κυκλώματος πρέπει να είναι περίπου 20 μοίρες μικρότερη από τη θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού. Για παράδειγμα, εάν η τιμή Tg του υλικού είναι 150 μοίρες, τότε η πραγματική θερμοκρασία λειτουργίας αυτής της πλακέτας κυκλώματος δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 130 μοίρες. Λοιπόν, πότε χρειάζεστε ένα PCB υψηλής Tg;
1. Εάν η τελική εφαρμογή σας απαιτεί να φέρει θερμικό φορτίο μεγαλύτερο από 25 βαθμούς Κελσίου κάτω από το Tg, τότε ένα PCB με υψηλό Tg είναι η καλύτερη επιλογή για τις ανάγκες σας.
2. Για να διασφαλίσετε την ασφάλεια όταν τα προϊόντα σας απαιτούν θερμοκρασία λειτουργίας ίση ή μεγαλύτερη από 130 μοίρες, ένα PCB με υψηλό Tg είναι εξαιρετικό για την εφαρμογή σας.
3. Εάν η εφαρμογή σας απαιτεί ένα πολυστρωματικό PCB για να καλύψει τις ανάγκες σας, τότε ένα υλικό υψηλής Tg είναι καλό για το PCB.
Εφαρμογές που απαιτούν υψηλό Tg PCB
μεγάλο πύλη
μεγάλο Αντιστροφέας
μεγάλο Κεραία
μεγάλο Wifi Booster
μεγάλο Ανάπτυξη Ενσωματωμένων Συστημάτων
μεγάλο Ενσωματωμένα Συστήματα Υπολογιστών
μεγάλο Τροφοδοτικά εναλλασσόμενου ρεύματος
μεγάλο Συσκευή RF
μεγάλο Βιομηχανία LED
Η Best Tech έχει πλούσια εμπειρία στην κατασκευή PCB υψηλού Tg, μπορούμε να φτιάξουμε PCB από Tg170 έως μέγιστο Tg260, εν τω μεταξύ, εάν η εφαρμογή σας χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί σε εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία όπως 800 C, καλύτερα να χρησιμοποιήσετεΚεραμική σανίδα που μπορεί να περάσει από -55~880C.