Выбор высокотемпературных ламинатов PCB для надежной производительности

Почему выбор правильного ламината так важен

Выбор правильных материалов высокотемпературных ламинатов PCB может быть критичным для вашей операции. Если вы собираетесь использовать печатные платы в высокотемпературных ситуациях, ламинаты PCB для высоких температур — требование. Невыбор правильных материалов ламината PCB для высоких температур может быть катастрофическим. Как? Читайте дальше.

Что происходит, когда печатные платы нагреваются?

Мы знаем, что естественное свойство тепла — вызывать расширение, и материалы печатных плат не исключение. Цепи на печатной плате — деликатная механика и должны сохранять свою специфическую форму. Микроволновые и миллиметроволновые цепи в частности имеют малые, деликатные особенности. Если эти особенности искажены высоким теплом, они могут перестать функционировать. Другое расширение материалов цепи в результате высокого тепла может менять форму линий передачи, смещать частоты и менять импеданс проводника от стандартного желаемого значения 50 Ом.

Окисление также может быть проблемой. Пока диэлектрический материал, покрытый вашей медной ламинацией, имеет защиту от эффектов окисления, раскрытый диэлектрический материал не имеет. Если этот материал восприимчив к окислению, у вас может быть проблема на более высоких температурах, которые склонны ускорять окисление. Результат может быть большими потерями линий передачи и большим фактором диссипации.

Каковы важные свойства ламината для защиты печатных плат?

Важные свойства ламината для рассмотрения при защите печатных плат, особенно от высокотемпературных ситуаций, включают:

• Температура стеклового перехода (Tg) — термодинамический переход полимера от жесткого к мягкому
• Z-осевое расширение — физическое расширение по Z-оси, выраженное в процентах или КТР, коэффициенте термического расширения.
• Температура декомпозиции (Td) — измерение потери веса из-за деградации смолы из-за высокого тепла. Точка, где 5% массы потеряно от декомпозиции.
• Влаго 흡수 (Moisture Absorption) — насколько хорошо материал может поглощать влагу из окружающей среды.
• Время до раслоения (Time to Delamination) — время, за которое происходит раслоение при заданной температуре.

Что такое КТР (CTE)?

КТР, или коэффициент термического расширения, — мера того, насколько более высокие температуры вызывают расширение материала, выраженная в частях на миллион (PPM) по шкале Цельсия. Цель — иметь КТР для диэлектрических слоев ваших печатных плат со схожим значением, как медь, ламинированная на эти слои. Таким образом, они расширяются вместе в униформной манере, вместо того чтобы тянуться против друг друга.

Откуда берется тепло в высокотемпературной ситуации PCB?

Другая причина, почему высокотемпературные ламинаты так важны при работе с PCB — потенциально повреждающее тепло может прийти практически откуда угодно, с непредсказуемыми эффектами. Если вы предполагаете, что тепло не будет проблемой для ваших PCB, вы можете быть в для грубого пробуждения. Если вы не ясны о том, откуда именно могут приходить ваши потенциально повреждающие тепловые эффекты, некоторые возможные источники тепла включают:

• Тепло, создаваемое компонентом, смонтированным на печатной плате, таким как нитрид галлия транзисторы, добавленные для усиления уровней мощности RF/микроволновых систем.
• Тепло, генерируемое элементом, внешним к печатной плате — например, в автомобильных электронных системах.
• Тепло, накопленное из-за использования печатной платы в неправильно вентилируемой среде.

Вместо того чтобы пытаться предвосхитить, откуда придут источники тепла, если есть какой-либо шанс, что вы будете использовать вашу PCB в высокотемпературной среде, вы хотите убедиться, что используете материалы цепи, спроектированные для сопротивления эффектам высокой температуры, включая высокотемпературные ламинаты.

Каковы вероятные высокотемпературные ситуации для печатных плат?

Высокочастотные цепи вероятно создадут высокотемпературные ситуации. Чем больше мощности вам нужно, тем больше тепла можно ожидать. Высокотемпературные ситуации, где поддержание оптимальной производительности PCB под различными потенциально стрессовыми условиями включают аэрокосмическую отрасль и медицинские приложения. Неудача в этих ситуациях под суровыми условиями может быть катастрофической, поэтому использование правильных материалов в печатной плате в целом и для ламината в частности критично.

Помните, обеспечение выравнивания КТР среди материалов ламината и других материалов печатной платы — ключевой элемент защиты вашей PCB от повреждающих эффектов термического расширения.

Как я могу защитить мои печатные платы от тепловых эффектов помимо использования правильных материалов ламината?

Как со всеми вопросами, окружающими качество и производительность печатных плат, все сходит на дизайн. При проектировании вашей печатной платы, важно не просто смотреть на характеристики производительности в вакууме. Дизайнеры должны спрашивать себя, насколько стабильны эти характеристики под температурой.

Если PCB будет в высокотемпературной ситуации, материалы, не стабильные и не надежные на более высоких температурах, должны быть пропущены в пользу тех, что стабильны. Дизайнеры также должны быть осведомлены о RTI (Relative Thermal Index) материала PCB. Эта мера, установленная Underwriters' Laboratory (UL), указывает наивысшую температуру, на которую вы можете подвергнуть конкретный материал, так что он не негативно повлияет на производительность или не изменит свойства материала.

Другой рейтинг для дизайнеров — MOT (Maximum Operating Temperature), максимальная рабочая температура, которая является наивысшей температурой, которую цепь в конкретной конфигурации PCB может вынести без значительных негативных эффектов на производительность или свойства материала. В общем, при проектировании и производстве печатных плат, держание термических эффектов в уме с начала может сделать вещи гораздо легче позже.

Как я могу узнать больше о термическом расширении, высокотемпературных материалах ламината и PCB?

Правильный ламинат может защитить вашу печатную плату от экстремального тепла, замедляя расширение, уменьшая искажение и позволяя вашим цепям и материалам цепей сохранять свойства, необходимые для эффективной функции. Millennium Circuits Limited специализируется на доставке высококачественных печатных плат для различных приложений, даже тех, что происходят в высокотемпературных ситуациях.

Чтобы узнать больше о печатных платах, как тепло влияет на печатные платы, ламинатах, как ламинаты защищают PCB от тепла и других опасностей, или чем-либо связанном с производством и использованием PCB, свяжитесь с MCL онлайн сегодня, или позвоните нам по 717-558-5975.