Zmiany temperatury pracy mogą mieć znaczący wpływ na działanie, niezawodność, żywotność i jakość produktów. Wzrost temperatury powoduje rozszerzanie się materiałów, jednak materiały podłoża, z których wykonane są PCB, mają różne współczynniki rozszerzalności cieplnej, co powoduje naprężenia mechaniczne, które mogą powodować mikropęknięcia, które mogą zostać niewykryte podczas testów elektrycznych przeprowadzanych na końcu produkcji.
Ze względu na politykę RoHS wydaną w 2002 roku wymagane są stopy bezołowiowe do lutowania. Jednak usunięcie ołowiu bezpośrednio skutkuje wzrostem temperatury topnienia, dlatego płytki drukowane są narażone na wyższe temperatury podczas lutowania (w tym rozpływu i fali). W zależności od wybranego procesu reflow (pojedynczy, podwójny…) konieczne jest zastosowanie PCB o odpowiednich właściwościach mechanicznych, zwłaszcza o odpowiedniej Tg.
Co to jest Tg?
Tg (temperatura zeszklenia) to wartość temperatury, która gwarantuje stabilność mechaniczną płytki drukowanej podczas okresu jej eksploatacji. Odnosi się do krytycznej temperatury, w której podłoże topi się ze stanu stałego do gumowanej cieczy, którą dla łatwego zrozumienia nazwaliśmy punktem Tg lub temperaturą topnienia. Im wyższy punkt Tg, tym wyższa będzie wymagana temperatura płyty podczas laminowania, a płyta o wysokiej Tg po laminowaniu będzie również twarda i krucha, co jest korzystne dla następnego procesu, takiego jak wiercenie mechaniczne (jeśli jest stosowane) i zachowuje lepsze właściwości elektryczne podczas użytkowania.
Temperatura zeszklenia jest trudna do dokładnego zmierzenia z uwzględnieniem wielu czynników, a każdy materiał ma swoją własną strukturę molekularną, dlatego różne materiały mają inną temperaturę zeszklenia, a dwa różne materiały mogą mieć tę samą wartość Tg, nawet jeśli mają różne właściwości, co pozwala nam mieć alternatywny wybór, gdy potrzebny materiał jest niedostępny.
Cechy materiałów o wysokiej Tg
l Lepsza stabilność termiczna
l Dobra odporność na wilgoć
l Niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej
l Dobra odporność chemiczna niż materiał o niskiej Tg
l Wysoka wartość odporności na naprężenia termiczne
l Doskonała niezawodność
Zalety PCB o wysokiej Tg
Ogólnie rzecz biorąc, normalna płytka PCB FR4-Tg wynosi 130-140 stopni, średnia Tg jest większa niż 150-160 stopni, a wysoka Tg jest większa niż 170 stopni. Wysoka FR4-Tg będzie miała lepszą odporność mechaniczną i chemiczną na ciepło i wilgoć niż standardowa FR4. Oto kilka zalet płytki PCB o wysokiej Tg do przeglądu:
1. Wyższa stabilność: Automatycznie poprawi odporność na ciepło, odporność chemiczną, odporność na wilgoć, a także stabilność urządzenia w przypadku zwiększenia Tg podłoża PCB.
2. Wytrzymała konstrukcja o dużej gęstości mocy: jeśli urządzenie ma dużą gęstość mocy i dość wysoką wartość opałową, płytka PCB o wysokiej Tg będzie dobrym rozwiązaniem do zarządzania ciepłem.
3. Większe płytki obwodów drukowanych można wykorzystać do zmiany projektu i wymagań dotyczących zasilania sprzętu, jednocześnie zmniejszając wytwarzanie ciepła w przypadku zwykłych płytek, można również zastosować PCB o wysokiej Tg.
4. Idealny wybór wielowarstwowej i HDI PCB: Ponieważ wielowarstwowe i HDI PCB są bardziej zwarte i gęste w obwodach, spowoduje to wysoki poziom rozpraszania ciepła. Dlatego płytki PCB o wysokiej TG są powszechnie stosowane w płytkach PCB wielowarstwowych i HDI, aby zapewnić niezawodność produkcji PCB.
Kiedy potrzebujesz PCB o wysokiej Tg?
Zwykle, aby zapewnić najlepszą wydajność płytki drukowanej, maksymalna temperatura robocza płytki drukowanej powinna być o około 20 stopni niższa niż temperatura zeszklenia. Na przykład, jeśli wartość Tg materiału wynosi 150 stopni, rzeczywista temperatura robocza tej płytki drukowanej nie powinna przekraczać 130 stopni. Kiedy więc potrzebujesz PCB o wysokiej Tg?
1. Jeśli Twoja aplikacja końcowa wymaga obciążenia termicznego większego niż 25 stopni Celsjusza poniżej Tg, płytka PCB o wysokiej Tg jest najlepszym wyborem dla Twoich potrzeb.
2. Aby zapewnić bezpieczeństwo, gdy Twoje produkty wymagają temperatury roboczej równej lub wyższej niż 130 stopni, płytka drukowana o wysokiej Tg doskonale nadaje się do Twojej aplikacji.
3. Jeśli twoja aplikacja wymaga wielowarstwowej płytki drukowanej, aby spełnić twoje potrzeby, materiał o wysokiej Tg jest dobry dla płytki drukowanej.
Aplikacje wymagające PCB o wysokiej Tg
l Wejście
l falownik
l Antena
l Wzmacniacz Wi-Fi
l Rozwój systemów wbudowanych
l Wbudowane systemy komputerowe
l Zasilacze AC
l urządzenie radiowe
l branża LED
Best Tech ma bogate doświadczenie w produkcji płytek PCB o wysokiej Tg, możemy wykonać płytki PCB od Tg170 do maksymalnie Tg260, tymczasem jeśli twoja aplikacja wymaga użycia w ekstremalnie wysokiej temperaturze, takiej jak 800C, lepiej użyjPłyta ceramiczna który może przejść przez -55 ~ 880C.