PCB با Tg بالا: راهنمای جامع

آیا می‌دانید PCB با Tg بالا چیست؟ در صنعت الکترونیک مدرن، با افزایش تقاضا برای چگالی توان بالا و محیط‌های عملیاتی با دمای بالا، PCBهای با Tg بالا به یک انتخاب کلیدی برای تضمین قابلیت اطمینان و مقاومت حرارتی برد مدار تبدیل شده‌اند. PCBهای با Tg بالا برای کار در شرایط دمای بالا و تنش مکانیکی طراحی شده‌اند و پایداری حرارتی، مقاومت مکانیکی و خواص الکتریکی آنها بهتر از PCBهای معمولی است.

در ادامه، در این مقاله، شما را به بررسی ویژگی‌ها، مزایا، سناریوهای کاربرد مواد PCB با Tg بالا و نحوه انتخاب برد Tg مناسب برای اطمینان از بهترین عملکرد و قابلیت اطمینان برای دستگاه‌های الکترونیکی خواهیم برد. ابتدا، نگاهی به تعریف PCB با Tg بالا می‌اندازیم.

PCB با Tg بالا چیست؟

بالا Tg PCB یک برد مدار چاپی است که با استفاده از ماده‌ای با دمای انتقال شیشه‌ای بالا ساخته شده است (Tg).  Tg مقدار نشان دهنده دمایی است که در آن ماده زیرلایه PCB از حالت شیشه سخت به حالت لاستیک نرم تغییر می‌کند. برای مواد استاندارد FR4، Tg مقادیر معمولاً از ۱۳ متغیر هستند0℃ به 140℃، در حالی که Tg مقادیر بالا Tg بورد مدار چاپی رسیدن به 170℃ یا بالاتر، و فوق العاده بالا Tg مواد حتی می‌توانند از ۱۸۰ تجاوز کنند℃. بالا Tg بورد مدار چاپی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که خواص مکانیکی و الکتریکی خود را در دماهای بالا بدون نرم شدن یا خرابی حفظ کنند. این امر آنها را برای کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند یا به فرآیندهای جوشکاری بدون سرب نیاز دارند، ایده‌آل می‌کند.

Tg بالا FR4

FR4 رایج‌ترین ماده مورد استفاده در زیرلایه PCB است و معمولاً از رزین اپوکسی و الیاف شیشه تشکیل شده است. مقاومت بالا Tg FR4 نوع خاصی از ... است. hکاپا Tg PCB، عمدتاً با تغییر ترکیب فرمولاسیون رزین و الیاف شیشه برای بهبود آن Tg مقدار، hکاپا Tg FR4 نشان می‌دهد که این ماده FR4 دمای انتقال شیشه‌ای بالاتری دارد (معمولاً بیشتر از 170°ج)، برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا دارند، مناسب‌تر است.-ثبات دما

PCB با Tg بالا در مقابل PCB استاندارد FR4

Tg را درک کنید (دمای گذار شیشه‌ای)

دمای انتقال شیشه ای (Tg) یک ویژگی کلیدی مواد PCB، به ویژه مواد زیرلایه مانند FR4 است. همانطور که قبلاً ذکر شد، Tg به دمایی اشاره دارد که در آن یک ماده از حالت شیشه‌ای سفت و سخت به حالت لاستیکی انعطاف‌پذیر تغییر می‌کند. در زیر Tg مقادیر، ماده سخت و پایدار باقی می‌ماند و استحکام مکانیکی لازم را برای PCB فراهم می‌کند. هنگامی که دما از Tg با افزایش مقدار، ماده نرم‌تر و مستعد تغییر شکل می‌شود که می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند تاب برداشتن صفحه، لایه‌لایه شدن یا شکست آبکاری از طریق سوراخ (PTH) شود.

چرا Tg مهم است؟

از آنجا که ماده با Tg بالا می‌تواند قابلیت اطمینان PCB را در محیط‌های سخت بهبود بخشد، این امر آن را برای بردهای مدار چندلایه و کاربردهای با چگالی توان بالا بسیار مناسب می‌کند. در اینجا مزایای آن آمده است:

اولین مورد آن است ثبات ابعادینرخ انبساط مواد PCB با Tg بالا در دماهای بالا کمتر است و احتمال جابجایی بین لایه‌ای و تغییر شکل ساختاری کاهش می‌یابد.

ثانیاً، آن قابلیت اطمینان سوراخ‌های آبکاری شدهکه می‌تواند از ترک خوردن یا لایه لایه شدن PTH در دماهای بالا جلوگیری کند و پایداری استفاده طولانی مدت از برد مدار را تضمین کند.

سوم، آن مقاومت در برابر تنش حرارتیاین ویژگی بردهای Tg می‌تواند به طور موثری آسیب حرارتی را در کاربردهایی که چرخه‌های دمایی مکرری را تجربه می‌کنند، مانند خودرو و تجهیزات صنعتی، کاهش دهد.

همچنین وجود دارد ضریب انبساط حرارتی پایینضریب انبساط حرارتی PCB با Tg بالا کمتر است و همچنان می‌تواند پایداری ابعادی خوبی را در محیط با دمای بالا حفظ کند.

چه زمانی نیاز به استفاده از PCB با Tg بالا داریم؟

بردهای مدار چاپی با دمای بالا (High Tg) اغلب در کاربردهای الکترونیکی که نیاز به مقاومت در برابر دماهای بالا، چگالی توان بالا یا محیط‌های سخت دارند، استفاده می‌شوند. در این محیط‌ها، بردهای مدار چاپی مانند بردهای مدار چاپی با دمای بالا (High Tg) با عملکرد حرارتی و مقاومت مکانیکی عالی برای اطمینان از عملکرد پایدار بردهای مدار چاپی مورد نیاز هستند. کاربرد بردهای مدار چاپی با دمای بالا (High Tg) نیز بسیار گسترده است. در زیر چندین نمونه از کاربردهای معمول آنها آورده شده است:

1. صنعت هوافضا: قطعات الکترونیکی در سیستم‌های هوانوردی اغلب در محیط‌هایی با دما و فشار بسیار بالا کار می‌کنند. به عنوان مثال، واحد کنترل موتور هواپیما (ECU) باید در برابر اختلاف دمای شدید در ارتفاعات بالا مقاومت کند. در حال حاضر، PCB FR4 با Tg بالا دارای دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) FR4 است که می‌تواند به بالای ۱۷۰ برسد.℃این ماده می‌تواند خواص مکانیکی و الکتریکی خود را حتی در محیط‌های بسیار سخت حفظ کند و انتخابی ایده‌آل برای تضمین ایمنی پرواز است.

2. صنعت خودرو: مانند وسایل نقلیه الکتریکی، سیستم‌های قدرت و مدارهای RF مقدار زیادی گرما تولید می‌کنند که الزامات بالاتری را برای عملکرد مقاومت در برابر دمای بالا در بردها مطرح می‌کند. استفاده از بردهای FR4 با مقدار Tg بالا می‌تواند به طور موثری ضریب انبساط حرارتی (CTE) را کاهش داده و قابلیت اطمینان پد بردهای چند لایه را بهبود بخشد.

3. صنعت پزشکی: مانند سی‌تی‌اسکن و ام‌آر‌آی، ابزارهای تشخیص بیولوژیکی و تجهیزات مانیتورینگ جراحی نیاز به قابلیت اطمینان و پایداری بسیار بالایی دارند و باید الزامات طراحی اتصال با چگالی بالا (HDI) را برآورده کنند. آنها به PCB با Tg بالا نیاز دارند.

4. ارتباطات و زیرساخت 5G: ایستگاه‌های پایه 5G، فرستنده-گیرنده‌های ارتباط نوری و آنتن‌های فرکانس بالا باید در فرکانس‌های بالا و توان بالا کار کنند که منجر به تولید گرمای داخلی قابل توجه می‌شود. این کاربردها بیشتر تمایل به استفاده از PCB های FR4 با Tg بالا دارند تا تلفات دی‌الکتریک را کاهش داده و استحکام برد مدار را حفظ کنند.

5. صنایع صنعتی: اتوماسیون صنعتی، مانند سیستم‌های کنترل اتوماسیون کارخانه، واحدهای کنترل ربات، اینورترهای برق و سایر تجهیزات، نیاز به عملکرد پایدار برای مدت طولانی در شرایط دمای بالا و جریان بالا دارند. آنها باید از صفحات FR4 با Tg بالا استفاده کنند تا عمر چرخه حرارتی و پایداری ابعادی محصولات بهبود یابد و از ترک خوردگی پد یا خرابی صفحات چند لایه جلوگیری شود.

چگونه درست انتخاب کنیم Tg مقدار؟

داده‌های جدول فوق برای مرجع شما هستند.

مواد مورد استفاده در ساخت PCB با Tg بالا

نتیجه

زیاد Tg بورد مدار چاپی برای سطوح بالا ایده‌آل هستند-دما، سیستم‌های الکترونیکی با چگالی توان بالا. استفاده از بالا Tg مواد PCB می‌توانند عملکرد پایدار برد را در محیط‌های سخت تضمین کنند.

محصولات الکترونیکی دائماً در حال تکامل هستند و انتخاب صحیح آنها Tg برد و PCB Tg گریدها به طور فزاینده‌ای برای خودرو، پزشکی، هوافضا، مخابرات و الکترونیک صنعتی اهمیت دارند. چه در حال طراحی سیستم‌های پرقدرت باشید و چه در حال کاربردهای جوشکاری بدون سرب، سرمایه‌گذاری در گریدهای بالا Tg بورد مدار چاپی اطمینان حاصل خواهد کرد که محصولات شما از استانداردهای بالای قابلیت اطمینان برخوردار هستند.

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCاساسی هست یک شرکت مونتاژ PCB که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.

سوالات متداول

1. آیا پروژه من نیاز به استفاده از مواد با Tg بالا دارد؟ آیا پیشنهادی برای انتخاب مدل وجود دارد؟

اگر درخواست شما شامل موارد زیر باشد: ①دمای کارکرد مداوم بیش از ۱۳۰°C ②لحیم کاری بدون سرب (مانند الزامات RoHS) ③طراحی چند لایه یا HDI (≥۶ لایه) ④سناریوهای با قابلیت اطمینان بالا مانند صنایع خودروسازی، صنعتی، منبع تغذیه و نظامی.

سپس باید استفاده از مواد PCB با Tg بالا را در نظر بگیرید. سپس بر اساس بودجه دمایی پروژه، گرید و نوع صفحه مناسب را انتخاب کنید. در اینجا جدولی در مورد دسته بندی مواد FR4 Tg:

PCB استاندارد Tg (130 تا 140 درجه سانتیگراد)

PCB با Tg بالا (170 تا 180 درجه سانتیگراد)

PCB با Tg فوق العاده بالا (200 درجه سانتیگراد +)

2. برخی از مواد رایج با Tg بالا که برای انتخاب در دسترس هستند، کدامند؟

مواد رایج PCB با Tg FR4 بالا عبارتند از: ITEQ IT-180A، Shengyi S1000H، Isola 370HR، Panasonic R-1755V و غیره. مواد مناسب را می‌توان با توجه به الزامات عملکرد و بودجه انتخاب کرد.

3. کجا می‌توان Tg بالا را تشخیص داد؟ بورد مدار چاپی نمونه برداری شود یا به صورت عمده خریداری شود؟

شما می‌توانید با کارخانه‌ها یا تأمین‌کنندگان حرفه‌ای PCB با Tg بالا تماس بگیرید. به عنوان مثال، PCBasic طیف کاملی از خدمات را از نمونه‌سازی اولیه، تولید در دسته‌های کوچک تا تولید انبوه، پشتیبانی از ساخت نمونه‌های اولیه PCB با Tg بالا و تحویل سریع، و همچنین گریدهای مختلف FR4 Tg و سفارشی‌سازی ساختاری ارائه می‌دهد.