Tg представляет собой температурный диапазон, в котором основной материал печатной платы переходит из твердого, жесткого и стеклообразного состояния в эластичное состояние. Важно выбрать печатную плату со значением Tg как минимум на 20-25 градусов Цельсия выше ожидаемой рабочей температуры устройства. Это обеспечивает стабильность платы и предотвращает неблагоприятные последствия в процессе производства. Печатные платы с высокой Tg обладают отличной термостойкостью, механической прочностью и химической стабильностью, что делает их необходимыми для надежной работы в электронных приложениях с высокой плотностью размещения.
Что такое высокая TG PCB?
Печатная плата с высокой Tg относится к печатной плате с высокой температурой стеклования (Tg). Tg — это температура, при которой основной материал печатной платы переходит из твердого и жесткого состояния в более эластичное состояние. Другими словами, Tg представляет собой механическое свойство, обозначающее температуру стеклования, то есть самую высокую температуру, при которой подложка остается жесткой.
Нормальная печатная плата FR4-Tg составляет 130-140 градусов, средняя Tg больше 150-160 градусов, а высокая Tg больше 170 градусов. Используя материалы с более высокими значениями Tg, печатные платы с высоким Tg могут выдерживать повышенные температуры без коробления, расслаивания или других проблем, связанных с температурой. Это делает их подходящими для приложений, где отвод тепла и управление температурным режимом имеют решающее значение, обеспечивая долговечность и производительность электронных компонентов на плате.
Свойства высокотемпературной печатной платы
ПХД с высокой Tg обладают несколькими ключевыми свойствами, которые делают их выгодными для некоторых приложений.
Устойчивость к высоким температурам: ПХД с высоким Tg спроектированы таким образом, чтобы выдерживать повышенные температуры без потери структурной целостности. Они обладают отличной термостойкостью, предотвращая такие проблемы, как деформация или расслоение во время эксплуатации.
Повышенная механическая прочность: Эти печатные платы обеспечивают повышенную механическую стабильность, гарантируя, что они могут выдерживать нагрузки и деформации в процессе сборки, вибрации и термоциклирование. Их прочная конструкция повышает надежность и долговечность доски.
Улучшенная целостность сигнала: Печатные платы с высоким Tg обеспечивают лучшую передачу сигнала и меньшие потери сигнала, особенно в высокочастотных приложениях. Их превосходные электрические свойства способствуют повышению целостности сигнала и минимизации искажений сигнала.
Надежное управление температурой: Благодаря своей способности выдерживать более высокие температуры, печатные платы с высокой Tg способствуют эффективному рассеиванию тепла, предотвращая перегрев чувствительных электронных компонентов. Это свойство имеет решающее значение для поддержания оптимальной производительности и предотвращения отказов, связанных с перегревом.
Химическая устойчивость: ПХД с высокой Tg демонстрируют повышенную устойчивость к химическим веществам и растворителям, что делает их более долговечными в суровых условиях. Это свойство обеспечивает их долговременную функциональность и надежность даже в сложных условиях эксплуатации.
Гибкость дизайна: Печатные платы с высокой Tg могут изготавливаться с несколькими слоями, что позволяет создавать сложные схемы и поддерживать передовые технологии, такие как межсоединения высокой плотности и компоненты с малым шагом.
Преимущества печатных плат с высоким Tg
Идеально подходит для многослойных и HDI печатных плат.
Многослойные печатные платы с высокой плотностью межсоединений, известные своими компактными размерами и плотно упакованными схемами, имеют тенденцию выделять много тепла. Печатные платы с высокой Tg идеально подходят для таких типов плат, поскольку они могут выдерживать повышенное рассеивание тепла без ущерба для производственного процесса. Это гарантирует надежность и долговечность печатных плат даже в требовательных приложениях.
Повышенная стабильность благодаря подложкам для печатных плат с высокой Tg
Увеличение Tg, или температуры стеклования, подложки печатной платы может значительно повысить производительность платы. Более высокий Tg означает лучшую устойчивость к теплу, химикатам и влаге, что повышает общую стабильность устройства. Это улучшение имеет решающее значение для электроники, которой необходимо надежно работать в стрессовых условиях.
Работа с высокой плотностью мощности
Устройства, которые выделяют много тепла из-за высокой удельной мощности, могут извлечь выгоду из печатных плат с высоким Tg. Эти платы предназначены для эффективного управления теплом, обеспечивая функциональность и безопасность устройства. Вместо использования печатной платы большего размера для рассеивания тепла, что может изменить конструкцию и требования к питанию, печатная плата с высоким Tg предлагает более эффективное решение.
Применение печатных плат с высокой Tg
С быстрым ростом электронной промышленности материалы с высокой Tg стали широко использоваться в различных приложениях, таких как компьютеры, коммуникационное оборудование, прецизионные инструменты и многое другое. Поскольку электронные продукты стремятся к расширению функциональности и многослойности, материалы подложки печатных плат требуют более высокой термостойкости в качестве обязательного условия. Появление и развитие технологий монтажа высокой плотности, таких как SMT и CMT сделали печатные платы все более зависимыми от подложек с превосходной термостойкостью, особенно в случаях, связанных с утончением, малыми апертурами и тонкой проводкой.
Кроме того, материалы с высокой Tg завоевали популярность в индустрии светодиодного освещения. Светодиоды выделяют больше тепла по сравнению со стандартными электронными компонентами. В то время как печатные платы с металлическим сердечником, такие как алюминиевые печатные платы, обеспечивают превосходный отвод тепла, та же конструкция с использованием Доска FR-4 это гораздо более рентабельно.
Tg для печатных плат
Для печатных плат Tg соответствует температуре аморфизации стеклянных волокон при ламинировании слоев различных материалов под действием высокой температуры и давления. Это не максимальная рабочая температура печатной платы, а температура, которую печатная плата может выдержать в течение короткого времени, прежде чем она испортится.
Плакированный медью ламинат (FR4) с визуализацией внутреннего слоя является наиболее часто используемым материалом в производстве печатных плат, но он требует использования слоев PREPRG, которые ламинируются для придания жесткости. Тепло, необходимое для обеспечения жесткости PREPRG, должно подаваться без превышения Tg FR4 для поддержания стабильности печатной платы. Стандартная Tg FR4 находится в пределах 130–140°C, при этом медиана Tg составляет 150°C, а высокая Tg превышает 170°C. В горячем состоянии FR4 с высокой Tg будет иметь лучшую механическую и химическую стойкость к теплу и влаге, чем стандартный FR4.
Tg для сборки печатных плат
Колебания температуры могут существенно повлиять на производительность и надежность сборок печатных плат (PCBA). Материалы, используемые в печатных платах, расширяются при повышении температуры, вызывая механическое напряжение и потенциальные микротрещины. Эти микротрещины часто остаются незамеченными во время электрических испытаний, проводимых после производства. Без надлежащего обнаружения могут возникнуть сбои во время сборки или даже в конечном продукте, что приведет к проблемам с надежностью. Кроме того, переход на бессвинцовые припои в соответствии с директивами RoHS привел к повышению температуры пайки печатных плат. Для обеспечения целостности печатных плат крайне важно выбрать печатную плату с соответствующими механическими характеристиками, особенно с адекватной Tg, соответствующей выбранному процессу пайки.
Когда вам нужна печатная плата с высоким Tg?
Если ваша печатная плата не может выдержать тепловую нагрузку не более чем на 25 градусов по Цельсию ниже Tg, вам потребуется печатная плата с высоким Tg для ваших приложений. Если контур должен работать при 150°C, предпочтительным является материал с Tg больше или равным 180°C. Такие требования обычно встречаются в космических приложениях. Более того, он также обеспечивает безопасность благодаря высокой Tg PCB, если ваш продукт работает в диапазоне температур 130 градусов по Цельсию или выше. Излишне говорить, что основной причиной высоких значений Tg для печатных плат является переход к RoHS для печатных плат. Таким образом, все больше и больше производителей печатных плат переходят к материалам с высокой Tg, поскольку бессвинцовый припой для текучести требует более высоких температур.
Материалы с высокой Tg, используемые в VictoryPCB
| Материалы | Значение Tg |
|---|
| ФР370HR | 180 ° C |
| I-скорость | 180 ° C |
| Н4380-13РФ | 200 ° C |
| РО4350 Б | 280 ° C |
| РО4003 С | 280 ° C |
| С1000-2/С1000-2Б | 185 ° C |
| С1170Г/С1170ГБ | 180 ° C |
| ИТ180А | 190 ° C |
Разница между стандартными материалами FR-4 и материалами с высокой Tg заключается в том, что подложки для печатных плат с высокой Tg обладают лучшими характеристиками с точки зрения механической прочности, стабильности размеров, адгезии, водопоглощения и терморегуляции. Если у вас есть другие вопросы, пожалуйста, Контакты и наш эксперт по печатным платам поможет выбрать правильные материалы для печатных плат с высоким tg.
