Käyttölämpötilan muutoksilla voi olla merkittävä vaikutus tuotteiden toimintaan, luotettavuuteen, käyttöikään ja laatuun. Lämpötilan nousu johtaa materiaalien laajenemiseen, mutta substraattimateriaaleissa, joista piirilevyt on valmistettu, on erilaiset lämpölaajenemiskertoimet, mikä aiheuttaa mekaanista rasitusta, joka voi aiheuttaa mikrohalkeamia, jotka saattavat jäädä havaitsematta tuotannon lopussa suoritetuissa sähkötesteissä.
Vuonna 2002 julkaistun RoHS-politiikan takia juottamiseen vaadittiin lyijytöntä metalliseosta. Lyijyn poistaminen johtaa kuitenkin suoraan sulamislämpötilan nousuun, joten painetut piirilevyt altistuvat korkeammille lämpötiloille juottamisen aikana (mukaan lukien uudelleenvirtaus ja aalto). Riippuen valitusta sulatusprosessista (yksi, kaksinkertainen…) on tarpeen käyttää PCB:tä, jolla on sopivat mekaaniset ominaisuudet, erityisesti sellainen, jolla on sopiva Tg.
Mikä on Tg?
Tg (lasittumislämpötila) on lämpötila-arvo, joka takaa piirilevyn mekaanisen vakauden piirilevyn käyttöiän aikana, se viittaa kriittiseen lämpötilaan, jossa substraatti sulaa kiinteästä kumitettuun nesteeseen, jota kutsumme Tg-pisteeksi tai sulamispisteeksi, jotta se on helppo ymmärtää. Mitä korkeampi Tg-piste on, sitä korkeampi levyn lämpötilavaatimus on laminoitaessa, ja korkean Tg:n levy on myös laminoinnin jälkeen kovaa ja hauras, mikä hyödyttää seuraavaa prosessia, kuten mekaanista porausta (jos sellainen on) ja säilyttää paremmat sähköiset ominaisuudet käytön aikana.
Lasittumislämpötilaa on vaikea mitata tarkasti monien tekijöiden perusteella, ja jokaisella materiaalilla on oma molekyylirakenne, joten eri materiaaleilla on erilainen lasittumislämpötila ja kahdella eri materiaalilla voi olla sama Tg-arvo, vaikka niillä on erilaiset ominaisuudet, mikä mahdollistaa vaihtoehtoisen valinnan, kun tarvittava materiaali on loppunut.
Korkean Tg:n materiaalien ominaisuudet
l Parempi lämmönkestävyys
l Hyvä kosteudenkestävyys
l Pienempi lämpölaajenemiskerroin
l Hyvä kemikaalinkestävyys kuin alhaisen Tg:n materiaali
l Korkea lämpöjännityksen kestävyysarvo
l Erinomainen luotettavuus
Korkean Tg-piirilevyn edut
Yleensä normaali PCB FR4-Tg on 130-140 astetta, keskimääräinen Tg on yli 150-160 astetta ja korkea Tg on yli 170 astetta. Korkealla FR4-Tg:llä on parempi mekaaninen ja kemiallinen lämmön- ja kosteudenkestävyys kuin tavallisella FR4:llä. Tässä on joitain korkean Tg:n PCB:n etuja arviointia varten:
1. Korkeampi vakaus: Se parantaa automaattisesti lämmönkestävyyttä, kemiallista kestävyyttä, kosteudenkestävyyttä sekä laitteen vakautta, jos PCB-substraatin Tg kasvaa.
2. Kestää korkean tehotiheyden suunnittelun: Jos laitteen tehotiheys on korkea ja lämpöarvo melko korkea, korkea Tg-piirilevy on hyvä ratkaisu lämmönhallintaan.
3. Isommilla painetuilla piirilevyillä voidaan muuttaa laitteiden rakennetta ja tehovaatimuksia samalla kun tavallisten levyjen lämmöntuotto vähenee, ja voidaan käyttää myös korkean Tg:n PCBS:ää.
4. Ihanteellinen monikerroksisen ja HDI-piirilevyn valinta: Koska monikerroksiset ja HDI-piirilevyt ovat kompaktimpia ja tiiviimpiä, se johtaa korkeaan lämmönpoistoon. Siksi korkean TG:n piirilevyjä käytetään yleisesti monikerroksisissa ja HDI-piirilevyissä piirilevyjen valmistuksen luotettavuuden varmistamiseksi.
Milloin tarvitset korkean Tg-piirilevyn?
Normaalisti piirilevyn parhaan suorituskyvyn varmistamiseksi piirilevyn maksimikäyttölämpötilan tulisi olla noin 20 astetta lasittumislämpötilaa alhaisempi. Esimerkiksi, jos materiaalin Tg-arvo on 150 astetta, tämän piirilevyn todellinen käyttölämpötila ei saa olla yli 130 astetta. Joten, milloin tarvitset korkean Tg-piirilevyn?
1. Jos loppusovelluksesi vaatii yli 25 astetta Tg:n alapuolella olevan lämpökuorman, korkean Tg:n piirilevy on paras valinta tarpeisiisi.
2. Varmistaaksesi turvallisuuden, kun tuotteesi vaativat vähintään 130 asteen käyttölämpötilan, korkean Tg:n piirilevy sopii erinomaisesti sovellukseesi.
3. Jos sovelluksesi vaatii monikerroksisen piirilevyn tarpeisiisi, korkean Tg:n materiaali on hyvä piirilevylle.
Sovellukset, jotka vaativat korkean Tg-piirilevyn
l Gateway
l Invertteri
l Antenni
l Wifi Booster
l Sulautettujen järjestelmien kehittäminen
l Sulautetut tietokonejärjestelmät
l Vaihtovirtalähteet
l RF-laite
l LED-teollisuus
Best Techillä on runsaasti kokemusta korkean Tg-piirilevyn valmistuksesta, voimme valmistaa piirilevyjä Tg170:stä maksimi Tg260:een, ja jos sovellustasi on käytettävä äärimmäisen korkeassa lämpötilassa, kuten 800 C:ssa, kannattaa käyttää.Keraaminen levy joka voi mennä läpi -55 ~ 880 C.