W projektowaniu i produkcjipłytki drukowane, wartość TG jest kluczowym parametrem, który odgrywa decydującą rolę w wydajności i niezawodności płytki drukowanej. Zrozumienie, jak prawidłowo dobrać odpowiednią wartość TG, jest kluczowe dla zapewnienia stabilnej pracy i wydłużenia żywotności produktów elektronicznych.
1, Zrozum wartość TG
Wartość TG, znana również jako temperatura zeszklenia, odnosi się do temperatury, w której polimery amorficzne (w tym amorficzna część polimerów krystalicznych) przechodzą ze stanu szklistego i gumowatego. W przypadku podłoża płytek drukowanych, gdy temperatura jest niższa od wartości TG, podłoże jest w stanie twardego szklistego o dobrych właściwościach mechanicznych i stabilności wymiarowej; Kiedy temperatura przekracza wartość TG, podłoże stopniowo przechodzi w stan miękkiej gumy, a jego właściwości mechaniczne maleją, pogarsza się stabilność wymiarowa i mogą wystąpić problemy, takie jak deformacja i rozwarstwienie, poważnie wpływające na parametry elektryczne i niezawodność płytki drukowanej.
2, Wymagania dotyczące wartości TG w różnych scenariuszach zastosowań
Produkty elektroniki użytkowej: Typowe produkty elektroniki użytkowej, takie jak smartfony, tablety itp., wytwarzają stosunkowo ograniczoną ilość ciepła podczas pracy. Ogólnie rzecz biorąc, w celu zaspokojenia zapotrzebowania można zastosować zwykłe płyty FR-4 o wartościach TG od 130 stopni do 150 stopni. Ten typ płytki ma niższy koszt i może zapewnić stabilną pracę płytki drukowanej w normalnych warunkach temperaturowych. Biorąc za przykład smartfony, ciepło generowane przez chipy i inne komponenty na ich wewnętrznych płytkach drukowanych podczas normalnego użytkowania można kontrolować w pewnym zakresie poprzez konstrukcję rozpraszania ciepła, a płytka drukowana o normalnej wartości TG jest wystarczająca, aby sobie z tym poradzić.
Przemysłowy sprzęt kontrolny: Środowiska przemysłowe są zwykle złożone, a sprzęt może podlegać trudnym warunkom, takim jak wysoka temperatura i wysoka wilgotność, i działać nieprzerwanie przez długi czas. Dlatego płytka drukowana przemysłowych urządzeń sterujących musi mieć wyższą stabilność i niezawodność. Ogólnie zaleca się stosowanie arkuszy o średnim i wysokim TG o wartościach TG w zakresie od 150 stopni do 170 stopni. Na przykład w urządzeniach sterujących zautomatyzowanej linii produkcyjnej, ze względu na ciągłą pracę sprzętu przez długi czas, płytka drukowana będzie się nadal nagrzewać. Płyty o wyższych wartościach TG mogą skutecznie oprzeć się działaniu wysokiej temperatury, zapewnić stabilną pracę sprzętu i zmniejszyć prawdopodobieństwo awarii.
W dziedzinie elektroniki samochodowej samochodowe urządzenia elektroniczne muszą nie tylko wytrzymywać wysokie temperatury-w obszarach o wysokiej temperaturze, takich jak komora silnika, podczas pracy, ale także muszą radzić sobie z wibracjami, uderzeniami i drastycznymi zmianami temperatury podczas pracy pojazdu. Zwłaszcza płytki drukowane kluczowych komponentów, takich jak sterowniki silnika i ładowarki samochodowe, wymagają wyjątkowo wysokiej niezawodności. Takie zastosowania często wymagają arkuszy o wysokim współczynniku TG i wartości TG powyżej 170 stopni, a nawet w niektórych-zaawansowanych zastosowaniach mogą być stosowane specjalne materiały o wartości TG przekraczającej 200 stopni. Na przykład płytka drukowana ECU w komorze silnika samochodu może utrzymać stabilną wydajność elektryczną i mechaniczną w warunkach pracy w wysokiej temperaturze, zapewniając precyzyjne sterowanie i niezawodną pracę silnika samochodu.
Produkty lotnicze i wojskowe: w tych dziedzinach osiągnięto ekstremalne wymagania dotyczące niezawodności i stabilności produktów, a każda drobna awaria może prowadzić do poważnych konsekwencji. Płytki drukowane muszą utrzymywać wysoką wydajność w trudnych warunkach, takich jak ekstremalne temperatury i silne wibracje. Dlatego w produktach lotniczych i wojskowych zwykle stosuje się specjalne materiały o wyjątkowo wysokich wartościach TG, takie jak podłoża ceramiczne, których wartości TG są znacznie wyższe niż w przypadku zwykłych płytek organicznych, co może zapewnić, że różne wskaźniki wydajności płytek drukowanych nie zostaną zakłócone w trudnych warunkach i zapewnią niezawodne działanie sprzętu w złożonych środowiskach.
3, Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze wartości TG
Zakres temperatury roboczej: Po pierwsze, należy określić maksymalną temperaturę, z jaką może spotkać się płytka drukowana podczas rzeczywistej pracy. Wymaga to wszechstronnego rozważenia takich czynników, jak wewnętrzne elementy grzejne, projekt odprowadzania ciepła i temperatura otoczenia, w której sprzęt jest używany. Na przykład płytka drukowana w piekarniku przemysłowym pracującym w-środowisku o wysokiej temperaturze może mieć temperaturę roboczą bliską 100 stopni lub nawet wyższą. W takim przypadku konieczne jest wybranie płyty o wysokiej wartości TG, która wytrzyma tę temperaturę i ma pewien margines.
Wytwarzanie mocy i ciepła przez komponenty: Wytwarzanie mocy i ciepła przez różne komponenty na płytce drukowanej jest różne. W przypadku komponentów o dużej mocy i generujących duże ilości ciepła, takich jak-chipy o dużej mocy, rezystory mocy itp., temperatura w otaczającym obszarze płytki drukowanej znacznie wzrośnie. W tych obszarach należy wybrać płytki o wyższych wartościach TG, aby zapobiec pogorszeniu wydajności płytki drukowanej z powodu lokalnego przegrzania. Przykładowo płytka drukowana w zasilaczu komputerowym wymaga zastosowania płytek o wysokich wartościach TG, aby zapewnić stabilną pracę obwodu ze względu na dużą ilość ciepła generowanego przez wewnętrzne elementy mocy podczas pracy.
Wymagania dotyczące żywotności: Jeśli produkt ma duże oczekiwania co do żywotności, szczególnie ważny jest wybór odpowiedniej wartości TG. Podczas długotrwałego-użytkowania, nawet jeśli temperatura robocza nie przekracza wartości TG, utrzymująca się stale wysoka temperatura może stopniowo powodować starzenie się podłoża płytki drukowanej i zmniejszać jej wydajność. Wyższa wartość TG może spowolnić tempo starzenia się podłoża i wydłużyć żywotność płytki drukowanej. Na przykład w urządzeniach takich jak inteligentne liczniki, które wymagają-długoterminowej i stabilnej pracy, w swoich obwodach drukowanych należy stosować płytki o wysokiej wartości TG, aby zapewnić stabilną pracę przez wiele lat użytkowania.
Ograniczenie kosztów: Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa wartość TG płyty, tym wyższy jest jej koszt. Przy wyborze wartości TG konieczne jest kompleksowe uwzględnienie czynników kosztowych przy jednoczesnym spełnieniu wymagań eksploatacyjnych. W przypadku niektórych produktów elektroniki użytkowej, które są wrażliwe na koszty i mają stosunkowo niskie wymagania dotyczące wydajności, można wybrać płytki o niższej wartości TG, aby kontrolować koszty, zapewniając jednocześnie podstawową niezawodność. Jednak w przypadku kluczowych obszarów zastosowań, takich jak sprzęt medyczny, elektronika samochodowa itp., priorytetem powinno być zapewnienie wydajności i niezawodności oraz rozsądny wybór odpowiednich płytek wartościowych TG, a nie skupianie się wyłącznie na kosztach.
4, Testowanie i weryfikacja wartości TG
Metoda analizy termicznej: Powszechnie stosowany różnicowy kalorymetr skaningowy może dokładnie zmierzyć wartość TG podłoża płytki drukowanej. Ogrzewając próbkę z określoną szybkością ogrzewania i rejestrując jej zmiany termiczne, gdy temperatura osiągnie temperaturę zeszklenia, krzywa DSC wykaże znaczące przesunięcie linii bazowej, które może określić wartość TG. Modulacyjna kalorymetria skaningowa, synchroniczna kalorymetria różnicowa i inne metody mogą również dokładnie określić wartości TG, co pozwala dokładniej analizować zmiany właściwości cieplnych materiałów podczas procesu zeszklenia w różnym stopniu.
Testy symulacyjne rzeczywistego środowiska: Oprócz testów analizy termicznej w laboratorium, testy i weryfikację można również przeprowadzić poprzez symulację rzeczywistego środowiska pracy płytki drukowanej. Na przykład umieszczenie przygotowanej próbki płytki drukowanej w-komorze testowej o wysokiej temperaturze, podgrzanie jej zgodnie z ustaloną krzywą temperatury, obserwacja zmian wydajności płytki drukowanej w różnych temperaturach, w tym właściwości elektrycznych i mechanicznych, oraz sprawdzenie pod kątem odkształceń, rozwarstwień, zwarć i innych problemów w celu sprawdzenia, czy wybrana wartość TG spełnia wymagania praktycznego zastosowania. W dziedzinie elektroniki samochodowej próbki płytek drukowanych poddawane są kompleksowym testom symulacyjnym środowiska obejmującym wiele czynników, takich jak wysoka temperatura, wibracje, wilgotność itp., aby kompleksowo ocenić niezawodność płytki drukowanej w złożonych praktycznych warunkach pracy.