تغییرات دمای کار می تواند تأثیر قابل توجهی بر عملکرد، قابلیت اطمینان، طول عمر و کیفیت محصولات داشته باشد. افزایش دما منجر به انبساط مواد می شود، با این حال، مواد بستری که PCB از آنها ساخته شده است دارای ضرایب انبساط حرارتی متفاوتی هستند، این باعث ایجاد استرس مکانیکی می شود که می تواند ترک های ریز ایجاد کند که ممکن است در طول آزمایش های الکتریکی انجام شده در پایان تولید شناسایی نشوند.
با توجه به سیاست RoHS صادر شده در سال 2002 نیاز به آلیاژهای بدون سرب برای لحیم کاری. با این حال، حذف سرب مستقیماً منجر به افزایش دمای ذوب میشود، بنابراین بردهای مدار چاپی در حین لحیم کاری در معرض دماهای بالاتری قرار میگیرند (از جمله جریان مجدد و موج). بسته به فرآیند جریان مجدد انتخاب شده (تک، دوتایی ...)، لازم است از PCB با مشخصات مکانیکی مناسب، به ویژه با Tg مناسب استفاده شود.
Tg چیست؟
Tg (دمای انتقال شیشه ای) مقدار دمایی است که پایداری مکانیکی PCB را در طول عمر عملیاتی PCB تضمین می کند، به دمای بحرانی اشاره دارد که در آن بستر از جامد به مایع لاستیکی ذوب می شود، ما آن را نقطه Tg یا نقطه ذوب می نامیم تا درک آسانی داشته باشیم. هرچه نقطه Tg بالاتر باشد، دمای مورد نیاز تخته هنگام لمینیت بیشتر خواهد بود و تخته Tg بالا بعد از لمینت نیز سخت و شکننده خواهد بود که برای فرآیند بعدی مانند سوراخکاری مکانیکی (در صورت وجود) مفید است و خواص الکتریکی بهتری را در طول استفاده حفظ می کند.
اندازه گیری دمای انتقال شیشه با در نظر گرفتن بسیاری از عوامل دشوار است، و همچنین هر ماده ساختار مولکولی خاص خود را دارد، بنابراین، مواد مختلف دمای انتقال شیشه ای متفاوتی دارند و دو ماده مختلف ممکن است مقدار Tg یکسانی داشته باشند، حتی اگر ویژگی های متفاوتی داشته باشند، این به ما امکان می دهد زمانی که مواد مورد نیاز موجود نیست، یک انتخاب جایگزین داشته باشیم.
ویژگی های مواد Tg بالا
ل پایداری حرارتی بهتر
ل مقاومت خوب در برابر رطوبت
ل ضریب انبساط حرارتی کمتر
ل مقاومت شیمیایی خوب نسبت به مواد Tg کم
ل ارزش بالای مقاومت در برابر تنش حرارتی
ل قابلیت اطمینان عالی
مزایای استفاده از PCB با Tg بالا
به طور کلی، یک PCB معمولی FR4-Tg 130-140 درجه است، Tg متوسط بیشتر از 150-160 درجه است، و Tg بالا بیشتر از 170 درجه است، High FR4-Tg مقاومت مکانیکی و شیمیایی بهتری نسبت به FR4 استاندارد در برابر حرارت و رطوبت خواهد داشت، در اینجا برخی از مزایای PCB برای بررسی Tg بالا آورده شده است:
1. پایداری بالاتر: در صورت افزایش Tg یک بستر PCB، به طور خودکار مقاومت در برابر حرارت، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر رطوبت و همچنین پایداری دستگاه را بهبود می بخشد.
2. مقاومت در برابر طراحی چگالی توان بالا: اگر دستگاه دارای چگالی توان بالا و ارزش حرارتی نسبتاً بالایی باشد، PCB Tg بالا راه حل خوبی برای مدیریت حرارت خواهد بود.
3. می توان از بردهای مدار چاپی بزرگتر برای تغییر طراحی و توان مورد نیاز تجهیزات و در عین حال کاهش تولید گرما در بردهای معمولی استفاده کرد و همچنین می توان از PCBS Tg بالا استفاده کرد.
4. انتخاب ایدهآل PCB چند لایه و HDI: از آنجایی که PCB چند لایه و HDI فشردهتر و متراکمتر در مدار هستند، سطح بالایی از اتلاف گرما را در پی خواهد داشت. بنابراین، PCB های TG بالا معمولاً در PCB های چند لایه و HDI استفاده می شوند تا از قابلیت اطمینان تولید PCB اطمینان حاصل شود.
چه زمانی به PCB با Tg بالا نیاز دارید؟
به طور معمول برای اطمینان از بهترین عملکرد یک PCB، حداکثر دمای کار برد مدار باید حدود 20 درجه کمتر از دمای انتقال شیشه ای باشد. به عنوان مثال، اگر مقدار Tg ماده 150 درجه باشد، دمای عملیاتی واقعی این برد مدار نباید بیش از 130 درجه باشد. بنابراین، چه زمانی به PCB Tg بالا نیاز دارید؟
1. اگر برنامه نهایی شما نیاز به تحمل بار حرارتی بیشتر از 25 درجه سانتیگراد زیر Tg داشته باشد، یک PCB Tg بالا بهترین انتخاب برای نیازهای شما است.
2. برای اطمینان از ایمنی زمانی که محصولات شما به دمای عملیاتی برابر یا بیشتر از 130 درجه نیاز دارند، یک PCB Tg بالا برای کاربرد شما عالی است.
3. اگر برنامه شما به PCB چند لایه نیاز دارد تا نیازهای شما را برآورده کند، مواد Tg بالا برای PCB خوب است.
برنامه هایی که به PCB Tg بالا نیاز دارند
ل دروازه
ل معکوس کننده
ل آنتن
ل تقویت کننده وای فای
ل توسعه سیستم های جاسازی شده
ل سیستم های کامپیوتری جاسازی شده
ل منابع تغذیه AC
ل دستگاه RF
ل صنعت LED
Best Tech تجربه غنی در تولید PCB با Tg بالا دارد، ما می توانیم PCB را از Tg170 تا حداکثر Tg260 بسازیم، در همین حال، اگر برنامه شما نیاز به استفاده در دمای بسیار بالا مانند 800 درجه سانتیگراد دارد، بهتر است از آن استفاده کنید.تخته سرامیکی که می تواند از -55 تا 880 درجه سانتیگراد عبور کند.