Zmeny pracovnej teploty môžu mať významný vplyv na prevádzku, spoľahlivosť, životnosť a kvalitu výrobkov. Nárast teploty má za následok rozpínanie materiálov, avšak podkladové materiály, z ktorých sú dosky plošných spojov vyrobené, majú rôzne koeficienty tepelnej rozťažnosti, čo spôsobuje mechanické namáhanie, ktoré môže vytvárať mikrotrhliny, ktoré nemusia byť zistené počas elektrických testov vykonávaných na konci výroby.
Kvôli politike RoHS vydanej v roku 2002 sa vyžadujú bezolovnaté zliatiny na spájkovanie. Odstránenie olova však priamo vedie k zvýšeniu teploty topenia, dosky plošných spojov sú preto počas spájkovania vystavené vyšším teplotám (vrátane pretavovania a vlnenia). V závislosti od zvoleného procesu pretavenia (jednoduché, dvojité…) je potrebné použiť DPS s vhodnými mechanickými vlastnosťami, najmä s vhodnou Tg.
čo je Tg?
Tg (teplota skleného prechodu) je hodnota teploty, ktorá zaručuje mechanickú stabilitu DPS počas prevádzkovej životnosti DPS, vzťahuje sa na kritickú teplotu, pri ktorej sa substrát topí z tuhej látky na pogumovanú kvapalinu, pre ľahké pochopenie nazývame bod Tg alebo bod topenia. Čím vyšší je bod Tg, tým vyššia bude požiadavka na teplotu dosky pri laminovaní a doska s vysokým Tg po laminovaní bude tiež tvrdá a krehká, čo je výhodné pre ďalší proces, ako je mechanické vŕtanie (ak nejaké existuje) a zachováva si lepšie elektrické vlastnosti počas používania.
Teplotu skleného prechodu je ťažké presne zmerať vzhľadom na mnohé faktory, rovnako ako každý materiál má svoju vlastnú molekulárnu štruktúru, preto rôzne materiály majú rôznu teplotu skleného prechodu a dva rôzne materiály môžu mať rovnakú hodnotu Tg, aj keď majú rôzne charakteristiky, čo nám umožňuje mať alternatívny výber, keď potrebný materiál nie je na sklade.
Vlastnosti materiálov s vysokým Tg
l Lepšia tepelná stabilita
l Dobrá odolnosť proti vlhkosti
l Nižší koeficient tepelnej rozťažnosti
l Dobrá chemická odolnosť ako materiál s nízkym Tg
l Vysoká hodnota odolnosti proti tepelnému namáhaniu
l Vynikajúca spoľahlivosť
Výhody PCB s vysokým Tg
Vo všeobecnosti je normálna PCB FR4-Tg 130-140 stupňov, stredná Tg je väčšia ako 150-160 stupňov a vysoká Tg je väčšia ako 170 stupňov, vysoká FR4-Tg bude mať lepšiu mechanickú a chemickú odolnosť voči teplu a vlhkosti ako štandardná FR4, tu sú niektoré výhody vysokej Tg PCB pre vašu kontrolu:
1. Vyššia stabilita: Automaticky zlepší tepelnú odolnosť, chemickú odolnosť, odolnosť proti vlhkosti, ako aj stabilitu zariadenia, ak sa zvýši Tg substrátu PCB.
2. Vydržať dizajn s vysokou hustotou výkonu: Ak má zariadenie vysokú hustotu výkonu a pomerne vysokú výhrevnosť, potom bude PCB s vysokým Tg dobrým riešením pre riadenie tepla.
3. Väčšie dosky s plošnými spojmi možno použiť na zmenu dizajnu a požiadaviek na napájanie zariadenia pri súčasnom znížení tvorby tepla bežných dosiek a možno použiť aj PCBS s vysokým Tg.
4. Ideálna voľba viacvrstvových a HDI PCB: Pretože viacvrstvové a HDI PCB sú kompaktnejšie a obvodovo hustejšie, výsledkom bude vysoká úroveň rozptylu tepla. Preto sa PCB s vysokým obsahom TG bežne používajú vo viacvrstvových a HDI PCB, aby sa zabezpečila spoľahlivosť výroby PCB.
Kedy potrebujete PCB s vysokým Tg?
Normálne, aby sa zabezpečil najlepší výkon PCB, maximálna prevádzková teplota dosky plošných spojov by mala byť asi o 20 stupňov nižšia ako teplota skleného prechodu. Ak je napríklad hodnota Tg materiálu 150 stupňov, potom by skutočná prevádzková teplota tejto dosky plošných spojov nemala presiahnuť 130 stupňov. Takže, kedy potrebujete PCB s vysokým Tg?
1. Ak vaša koncová aplikácia vyžaduje znášať tepelné zaťaženie väčšie ako 25 stupňov Celzia pod Tg, potom je pre vaše potreby najlepšou voľbou PCB s vysokým Tg.
2. Aby ste zaistili bezpečnosť, keď vaše produkty vyžadujú prevádzkovú teplotu 130 stupňov alebo vyššiu, doska plošných spojov s vysokým Tg je skvelá pre vašu aplikáciu.
3. Ak vaša aplikácia vyžaduje viacvrstvovú dosku plošných spojov, aby vyhovovala vašim potrebám, potom je pre PCB dobrý materiál s vysokým Tg.
Aplikácie, ktoré vyžadujú PCB s vysokým Tg
l Brána
l Invertor
l Anténa
l Wifi Booster
l Vývoj vstavaných systémov
l Vstavané počítačové systémy
l AC napájacie zdroje
l RF zariadenie
l LED priemysel
Best Tech má bohaté skúsenosti s výrobou PCB s vysokým Tg, môžeme vyrobiť PCB od Tg170 po maximálne Tg260, medzitým, ak vaša aplikácia potrebuje používať pri extrémne vysokých teplotách, ako je 800 C, radšej použiteKeramická doska ktorý môže prejsť cez -55 ~ 880 ° C.