High TG PCB - Hochtemperatur-Leiterplatte für Leiterplattenanwendungen, die hohe Temperaturen erfordern.
In den letzten Jahren haben immer mehr Kunden nachgefragt, Leiterplatten mit hoher Tg herzustellen.
Wenn Sie mit Leiterplatten in Ihrer Branche arbeiten, sind Sie möglicherweise mit Hoch-TG-Leiterplatten vertraut oder nicht. Da der effektive Betrieb Ihrer Leiterplatten für Ihr Unternehmen so wichtig ist, ist es möglicherweise in Ihrem Interesse, etwas mehr über High-TG-Leiterplatten zu erfahren.
Was ist eine High-TG-Leiterplatte?
Tg bedeutet Glasübergangstemperatur. Da die Entflammbarkeit der Leiterplatte (PCB) V-0 (UL 94-V0) beträgt, wechselt die Leiterplatte bei Überschreitung des angegebenen Tg-Werts vom glasartigen in den gummiartigen Zustand und die Funktion der PCB wird beeinträchtigt.
Wenn die Arbeitstemperatur Ihres Produkts höher als normal ist (130-140 ° C), müssen Sie ein Material mit hoher Tg verwenden, das> 170 ° C ist. und populärer PWB-hoher Wert sind 170C, 175C und 180C. Normalerweise sollte der PCB-Tg-Wert mindestens 10-20 ° C über der Arbeitstemperatur des Produkts liegen. Wenn Sie ein 130TG-Board verwenden, ist die Arbeitstemperatur niedriger als 110 ° C. Wenn Sie eine 170-TG-Platte verwenden, sollte die maximale Arbeitstemperatur unter 150 ° C liegen.
Wann brauchen Sie eine Hochtemperaturplatine?
Sie benötigen eine Hochtemperatur-Leiterplatte für Ihre Anwendungen, wenn Ihre Leiterplatte einer thermischen Belastung von nicht mehr als 25 Grad Celsius unter dem TG ausgesetzt ist. Wenn Ihr Produkt im Bereich von 130 Grad Celsius oder höher betrieben wird, sollten Sie aus Sicherheitsgründen eine Leiterplatte mit hohem TG verwenden. Der Hauptgrund für die Hi TG-Platine liegt in der Verlagerung auf RoHS-Platinen. Aufgrund der höheren Temperaturen, die erforderlich sind, damit das bleifreie Lot fließt, bewegt sich der größte Teil der Leiterplattenindustrie in Richtung Hi-TG-Materialien.
Anwendungen für Hochtemperatur-Leiterplatten
Wenn Sie mit Designs mit hoher Leistungsdichte arbeiten, deren Wärmeerzeugung Ihre Kühlkörper oder andere Wärmemanagementmethoden wahrscheinlich überfordert, ist eine Hoch-TG-Leiterplatte die einzig richtige Antwort. Der Versuch, die Wärmeentwicklung Ihrer Leiterplatte zu reduzieren, kann sich auf das Gewicht, die Kosten, die Leistungsanforderungen oder die Größe Ihrer Anwendung auswirken. In der Regel ist es kostengünstiger und praktischer, einfach mit einer hochtemperaturbeständigen, hitzebeständigen Leiterplatte zu beginnen.
Hohe Temperaturen können für ungeschützte Leiterplatten katastrophal sein, Dielektrika und Leiter beschädigen, aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungsraten mechanische Spannungen erzeugen und letztendlich alles von inkonsistenter Leistung bis zum Totalausfall verursachen. Wenn in Ihren Anwendungen die Gefahr besteht, dass Ihre Leiterplatten extremen Temperaturen ausgesetzt werden oder die Leiterplatte RoHS-konform sein muss, sollten Sie sich mit Leiterplatten mit hohem TG befassen.
- Mehrschichtige Leiterplatten mit vielen Schichten
- Industrieelektronik
- Automobilelektronik
- Fineline-Trace-Strukturen
- Hochtemperaturelektronik
Überlegungen zur Wärmeableitung
Hoch-TG-Leiterplatten sind sehr wichtig, wenn Sie Ihre Leiterplatten vor den hohen Temperaturen des Anwendungsprozesses oder den extremen Temperaturen der bleifreien Bestückung schützen möchten. Sie sollten jedoch natürlich mehrere Methoden zum Ziehen der Leiterplatten in Betracht ziehen Extreme Hitze, die durch elektronische Anwendungen von Ihrem Board weg erzeugt wird.
Es gibt drei Überlegungen zur Ableitung der hohen Wärme, die durch die Einwirkung von Elektronik auf Leiterplatten erzeugt wird: Konvektion, Leitung und Strahlung.
Konvektionswärmeübertragung ist der Prozess der Übertragung von Wärme an Luft oder Wasser, damit diese von einem Bereich wegfließen kann - zum Beispiel, wenn Flüssigkeit Wärme aufnimmt und zu einem Kühlkörper fließt, wo sie abkühlt. Konvektion kann sich auch auf die Verwendung eines Lüfters oder einer Pumpe beziehen, um Luft über die Oberfläche zu drücken und damit Wärme abzuleiten.
In den meisten Leiterplatten gibt es ein Konvektionssystem, bei dem die Konvektion, in der Regel mit einem Kühlluftventilator, die Wärme über thermische Durchkontaktierungen zu großen, emittierenden Kühlkörpern leitet, die mit leitenden Trägern verbunden sind.
Die Wärmeleitung kühlt ab, indem der Kühlkörper in direkten Kontakt mit der Wärmequelle gebracht wird, so dass die Wärme von der Wärmequelle wegfließen kann, ähnlich wie ein elektrischer Strom durch ein System fließt.
Konstrukteure leiten Strahlungswärme ab, indem sie sicherstellen, dass elektromagnetische Wellen direkt von der Quelle weg fließen. Obwohl elektromagnetische Wellenstrahlung keine enorme Wärmemenge erzeugt, kann die Platine, wenn sie so konstruiert ist, dass sie reflektierende Oberflächen in den Pfad dieser Wellen einfügt, einen Rückpralleffekt hervorrufen und die Wärmemenge, die die Strahlung auf der Platine erzeugt, erheblich vergrößern.
Sie sehen, je mehr Wärme Sie verarbeiten müssen, desto stärker wirkt sich dies auf das Design der Platine aus. Die Reduzierung der Leistungsdichte kann die Effektivität Ihres Produkts einschränken, während das Hinzufügen von Kühlkörpern und Lüftern Größe, Gewicht und Kosten erhöhen kann. Selbst wenn Sie sich mit anderen effektiven Methoden des Wärmemanagements auskennen, kann es daher eine gute Idee sein, Materialien mit hohem TG als Teil Ihrer gesamten Wärmesteuerungslösung zu untersuchen.
PCB-Materialien mit hohem TG
Bei Bittele Electronics bieten wir Komplettlösungen für die Leiterplattenbestückung für alle Arten von Anforderungen in Bezug auf die Herstellung hochwertiger Leiterplatten und die Leiterplattenbestückung. Zu den häufigsten speziellen Anforderungen für die Leiterplattenherstellung gehört die Forderung nach Hochtemperaturtoleranz, um den anspruchsvollen Betriebsbedingungen und / oder Umgebungen standzuhalten.
Unsere Kunden haben häufig Fragen zu den Temperaturanforderungen für den Leiterplattenbestückungsprozess selbst und dazu, ob für die bleifreie Leiterplattenbestückung eine bestimmte Materialauswahl erforderlich ist oder nicht. Da unsere Anlagen vollständig RoHS-konform sind, sind alle unsere Standardmaterialien für die höheren Reflow-Löttemperaturen bleifreier Prozesse geeignet. Sie müssen sich nie darum kümmern, ein robusteres Hitzeprofil für den Produktionsprozess selbst zu wählen, aber in einigen Fällen müssen die fertigen Platten über längere Zeiträume bei hohen Temperaturen arbeiten. In diesem Fall bieten wir eine Auswahl an Leiterplattenmaterialien, die Ihren spezifischen Anforderungen entsprechen.
Temperaturprofile für PCB-Material werden im Allgemeinen durch die Tg (Glasübergangstemperatur) des Materials ausgedrückt. Diese Metrik gibt die Temperatur an, bei der das steife glasartige Polymer erweicht und Verformungen oder anderen physikalischen Defekten unterworfen ist. Wenn Sie in Ihren PCB-Designdateien keinen Mindest-Tg-Wert für Ihre Platinen angeben, verwenden wir normalerweise unser Standardmaterial Tg 140 FR4, das ausreicht, um dem Reflow-Lötprozess und den meisten Standardbetriebsbedingungen standzuhalten.
Wir bieten auch Materialien mit höherer Tg an, wie z. B. Tg 170 FR4, und IT180A mit einer charakteristischen Tg 180. Wir bieten weiterhin alle unsere Standard-PCB-Optionen mit Hoch-Tg-Platinen an, sodass Sie sich keine Sorgen machen müssen, Ihre zu ändern Design als Ergebnis dieser Materialauswahl. Die folgende Tabelle zeigt eine Auswahl von Leiterplattenmaterialien und deren Eigenschaften als Referenz.
Was ist FR-4?
FR-4 ist eine Sortenbezeichnung für flammhemmendes glasfaserverstärktes Epoxidmaterial. Somit bietet FR-4 PCB einen viel höheren Grad an Hitzebeständigkeit als eine Standard-PCB. FR-4-Leiterplatten sind in vier Klassifizierungen unterteilt, die durch die Anzahl der im Material enthaltenen Kupferspurenschichten bestimmt werden:
• Einseitige Leiterplatte / Einschichtleiterplatte
• Doppelseitige Leiterplatte / Doppelschichtleiterplatte
• Vier oder mehr als 10 Lagen PCB / Multilayer PCB
Die Eigenschaften von Materialien mit hoher Tg sind nachstehend aufgeführt:
- Höhere Hitzebeständigkeit
- Senken Sie den WAK der Z-Achse
- Hervorragende thermische Belastbarkeit
- Hohe Temperaturwechselbeständigkeit
- Hervorragende PTH-Zuverlässigkeit
- Pcbway bietet einige beliebte High Tg-Materialien an
- S1000-2 & S1170: Shengyi-Materialien
- IT-180A: ITEQ-Material
- TU768: TUC-Material
Technische Optionen für High-Tg-Leiterplatten
CTE-z
Der WAK-Wert gibt die Wärmeausdehnung des Grundmaterials an. CTE-z stellt die z-Achse dar und ist zB aufgrund der Stabilität der Durchkontaktierungen von hoher Bedeutung. Ein höherer Tg-Wert begünstigt einen niedrigen CTE-z-Wert, der die absolute Ausdehnung in der z-Achse darstellt. Durch einen niedrigen CTE-z-Wert können Fehler wie Pad Lifting, Eckrisse und Risse im Via verhindert werden.
T260 - T288 Wert, Td
Die Zersetzungstemperatur Td eines Harzsystems hängt von den Bindungsenergien innerhalb der Polymere und nicht von der Glasübergangstemperatur Tg ab. Ein guter Indikator für diese Eigenschaft ist der T260- oder T288-Wert, der die Zeit bis zur Delaminierung bei 260 ° C bzw. 288 ° C angibt.
Ein sehr wichtiger Indikator für die Hitzebeständigkeit ist die Zeit bis zur Delaminierung bei einer bestimmten Temperatur. Dieser Test wird vorzugsweise bei 260 ° C oder 288 ° C durchgeführt. Der T260- oder T288-Wert ist die Zeit bis zur Delaminierung des getesteten Materials bei 260 ° C bzw. 288 ° C.
Td: Die Zersetzungstemperatur gibt die Temperatur an, bei der das Basismaterial 5 Gew .-% verloren hat und ist ein wichtiger Parameter für die thermische Stabilität eines Basismaterials. Bei Überschreitung dieser Temperatur kommt es zu einem irreversiblen Abbau und einer Beschädigung des Materials durch die Zersetzung.
Hohe TG PCB Vorteile
- Hoher Glasflusstemperaturwert (TG)
- Hochtemperaturbeständigkeit
- Lange Ablösebeständigkeit
- Geringe Ausdehnung der Z-Achse (CTE)
Hohe TG PCB hersteller und fertigungsfähigkeit
JHY PCB kann High-Tg-Leiterplatten mit einem Tg-Wert von bis zu 180 ° C herstellen.
Wir verwendeten normalerweise Materialien mit niedrigerer Tg. Wenn Sie ein Datenblatt benötigen, wenden Sie sich bitte direkt an uns.
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Material
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TG
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Td
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CTE-z
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Td260
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Td288
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(DSC, °C)
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(Wt, °C)
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(ppm/°C)
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(min)
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(min)
|
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S1141 (FR4)
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175
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300
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55
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8
|
/
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S1000-2M (FR4)
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180
|
345
|
45
|
60
|
20
|
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IT180A
|
180
|
345
|
45
|
60
|
20
|
|
Rogers 4350B
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280
|
390
|
50
|
/
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Ms. Megan