High TG PCB - Circuit de température élevée pour les applications de circuit imprimé nécessitant une température élevée.
Ces dernières années, de plus en plus de clients ont demandé à fabriquer des circuits imprimés à haute Tg.
Si vous travaillez avec des cartes de circuit imprimé dans votre industrie, vous connaissez peut-être mal les circuits imprimés à haute TG. Étant donné que le fonctionnement efficace de vos cartes de circuit imprimé est si important pour votre entreprise, il peut être dans votre intérêt de comprendre un peu plus sur les cartes de circuit imprimé à TG élevé.
Qu'est-ce que la carte de circuit imprimé High-TG?
Tg signifie température de transition vitreuse. Comme l'inflammabilité de la carte de circuit imprimé (PCB) est de V-0 (UL 94-V0), si la température dépasse la valeur Tg indiquée, la carte passera d'un état vitreux à un état caoutchouteux et la fonction du PCB en sera affectée.
Si la température de fonctionnement de votre produit est supérieure à la normale (130-140 ° C), vous devez utiliser un matériau à Tg élevé,> 170 ° C. et la valeur élevée des PCB populaires sont 170C, 175C et 180C. Normalement, la valeur de Tg du PCB doit être supérieure d'au moins 10 à 20 ° C à la température de fonctionnement du produit. Si vous utilisez une carte 130TG, la température de travail sera inférieure à 110 ° C; si vous utilisez une carte 170 TG, la température maximale de travail doit être inférieure à 150 ° C.
Quand avez-vous besoin d'une carte de circuit imprimé à haute température?
Vous avez besoin d'une carte de circuit imprimé haute température pour vos applications si votre circuit imprimé subit une charge thermique ne dépassant pas 25 degrés Celsius sous le TG. Si votre produit fonctionnera dans la plage des 130 degrés Celsius ou plus, vous voudrez utiliser un circuit imprimé à TG élevé pour des raisons de sécurité. La principale raison du circuit imprimé Hi TG est due au passage à la carte à puce RoHS. Cela a amené la plupart des industriels de la fabrication de circuits imprimés à adopter les matériaux Hi TG en raison des températures plus élevées nécessaires au bon écoulement de la brasure sans plomb.
Applications pour PCB haute température
Si vous travaillez avec des conceptions à haute densité de puissance dont la génération de chaleur risque de submerger vos dissipateurs de chaleur ou d’autres méthodes de gestion de la chaleur, un circuit imprimé à TG élevé est vraiment la seule solution. Essayer de réduire la production de chaleur de votre circuit imprimé peut avoir une incidence sur le poids, le coût, les besoins en énergie ou la taille de votre application. Il est généralement beaucoup plus économique et pratique de commencer simplement avec un circuit imprimé résistant à la chaleur et aux températures élevées.
Les températures élevées peuvent être désastreuses pour les PCB non protégés, endommageant les diélectriques et les conducteurs, générant des contraintes mécaniques dues aux différences de taux de dilatation thermique et finissant par provoquer tout, des performances inégales à la défaillance totale. Si vos applications risquent de soumettre vos cartes à des températures extrêmes ou si elles doivent être conformes à la directive RoHS, vous avez tout intérêt à examiner les cartes à haut TG.
- Cartes multicouches à plusieurs couches
- Électronique industrielle
- Électronique automobile
- Structures de trace Fineline
- Électronique haute température
Considérations sur la dissipation de chaleur
Les circuits imprimés à haute TG seront très importants lorsque vous voudrez protéger vos cartes de circuit imprimé des températures élevées du processus de votre application ou lors des températures extrêmes d’un assemblage sans plomb, mais vous voudrez bien sûr envisager de multiples méthodes de dessin. chaleur extrême générée par les applications électroniques loin de votre tableau.
Trois facteurs sont à prendre en compte pour dissiper la chaleur élevée générée par l’action de l’électronique avec les circuits imprimés: convection, conduction et rayonnement.
Le transfert de chaleur par convection est le processus de transfert de chaleur dans l'air ou dans l'eau pour lui permettre de s'écouler loin d'une zone, par exemple lorsque le fluide absorbe la chaleur et se dirige vers un puits de chaleur où il refroidit. La convection peut également faire référence à l'utilisation d'un ventilateur ou d'une pompe pour forcer l'air sur la surface, entraînant ainsi la chaleur.
Dans la plupart des cartes de circuit imprimé, vous trouverez un système de convection dans lequel la convection, qui comprend généralement un ventilateur d’air de refroidissement, transmet la chaleur par des trous thermiques thermiques à de grands dissipateurs thermiques émissifs connectés à des supports conducteurs.
La chaleur de conduction se refroidit en mettant le dissipateur de chaleur en contact direct avec la source de chaleur, ce qui permet à la chaleur de s'échapper de la source, un peu comme un courant électrique circule dans un système.
Les concepteurs dissipent la chaleur des radiations en veillant à concevoir un chemin direct permettant aux ondes électromagnétiques de s'échapper de la source. Bien que les ondes électromagnétiques ne dégagent pas une quantité considérable de chaleur, si la carte est conçue pour placer des surfaces réfléchissantes sur le trajet de ces ondes, elle peut provoquer un effet de rebond et magnifier considérablement la quantité de chaleur générée par la radiation.
Vous pouvez constater que plus vous devez traiter de chaleur, plus elle affecte la conception du panneau. Réduire la densité de puissance peut limiter l'efficacité de votre produit, tandis que l'ajout de dissipateurs de chaleur et de ventilateurs peut augmenter la taille, le poids et le coût. C'est pourquoi, même si vous connaissez d'autres méthodes efficaces de gestion de la chaleur, il peut s'avérer une très bonne idée de rechercher des matériaux à haut TG dans votre solution globale de contrôle de la chaleur.
Matériaux à haute TG
Chez Bittele Electronics, nous proposons des solutions complètes d’assemblage de circuits imprimés pour tous les types de fabrication et de montage de circuits imprimés de haute qualité. Parmi les exigences spéciales les plus courantes pour la fabrication de circuits imprimés, il faut une tolérance aux hautes températures afin de résister aux conditions et / ou environnements de fonctionnement difficiles.
Nos clients nous posent souvent des questions sur les exigences de température pour le processus d’assemblage de circuits imprimés lui-même et sur la question de savoir si un choix de matériau spécifique sera nécessaire pour l’assemblage de circuits imprimés sans plomb. Comme nos installations sont toutes conformes à la directive RoHS, tous nos matériaux par défaut sont adaptés aux températures de soudage par refusion les plus élevées des processus sans plomb. Vous n’avez jamais à vous soucier de choisir un profil thermique plus robuste pour le processus de production lui-même, mais dans certains cas, les panneaux finis doivent fonctionner à des températures élevées pendant des périodes prolongées. Dans ce cas, nous fournissons une sélection de matériaux de PCB pouvant répondre à vos besoins spécifiques.
Les profils de température des matériaux à base de PCB sont généralement exprimés par la Tg (température de transition vitreuse) du matériau. Cette métrique indique la température à laquelle le polymère rigide, semblable à du verre, se ramollit et est sujet à des déformations ou à d'autres défauts physiques. Si vous ne spécifiez pas de niveau de Tg minimum pour vos cartes dans vos fichiers de conception de PCB, nous utiliserons normalement notre matériau par défaut, Tg 140 FR4, qui suffit pour résister au processus de soudage par refusion et à la plupart des conditions de fonctionnement standard.
Nous proposons également des matériaux Tg plus élevés pour votre confort, tels que le matériau Tg 170 FR4 et le IT180A avec une Tg 180 caractéristique. Nous proposons toujours toutes nos options de circuit imprimé standard avec des cartes à Tg élevé, vous n'avez donc pas à vous soucier de changer votre conception à la suite de cette sélection de matériaux. Le tableau ci-dessous montre une sélection de matériaux contenant des PCB et leurs caractéristiques pour votre référence.
Qu'est-ce que FR-4?
FR-4 est une désignation de qualité pour un matériau époxy renforcé de fibre de verre et ignifuge. Ainsi, le circuit imprimé FR-4 offre un niveau de résistance à la chaleur bien supérieur à celui d’un circuit imprimé standard. Les cartes de circuit imprimé FR-4 sont divisées en quatre classifications qui sont déterminées par le nombre de couches de traces de cuivre trouvées dans le matériau:
• PCB simple face / simple couche
• PCB double face / PCB double couche
• Quatre ou plus de 10 couches de PCB / multicouches
Les caractéristiques des matériaux à haute Tg sont énumérées ci-dessous:
- Résistance thermique supérieure
- CTE inférieur sur l'axe Z
- Excellente résistance au stress thermique
- Haute résistance aux chocs thermiques
- Excellente fiabilité PTH
- Pcbway propose des matériaux populaires à haute Tg
- S1000-2 et S1170: matériaux Shengyi
- IT-180A: Matériau ITEQ
- TU768: matériau TUC
Options techniques pour les cartes de circuit imprimé à haute température
CTE-z
La valeur CTE indique la dilatation thermique du matériau de base. CTE-z représente l'axe z et est par exemple dû à la stabilité des vias, d'une grande importance. Une valeur Tg plus élevée favorise une valeur CTE-z faible, qui représente l'expansion absolue sur l'axe z. Des erreurs telles que le soulèvement de la semelle, les fissures dans les coins et les fissures dans le via peuvent être évitées grâce à une valeur CTE-z faible.
T260 - Valeur T288, Td
La température de décomposition Td d'un système de résine dépend des énergies de liaison au sein des polymères et non de la température de transition vitreuse Tg. Un bon indicateur pour cette caractéristique est la valeur T260 ou T288, qui spécifie le temps nécessaire au délaminage à 260 ° C ou 288 ° C, respectivement.
Le délai de délamination à une température donnée est un indicateur très important de la résistance à la chaleur. Cet essai est de préférence effectué à 260 ° C ou 288 ° C. La valeur T260 ou T288 correspond au temps nécessaire pour délaminer le matériau testé à 260 ° C ou 288 ° C, respectivement.
Td: La température de décomposition indique la température à laquelle le matériau de base a perdu 5% en poids et constitue un paramètre important pour la stabilité thermique d'un matériau de base. En dépassant cette température, il se produit une dégradation irréversible et des dommages au matériau résultant de la décomposition.
Avantages élevés des circuits imprimés TG
- Valeur élevée de la température d'écoulement du verre (TG)
- Durabilité à haute température
- Longue durabilité du délaminage
- Faible expansion de l'axe Z (CTE)
Grande capacité de fabrication et de fabrication de circuits imprimés TG
JHY PCB peut fabriquer des cartes de circuit imprimé à haute Tg avec une valeur de Tg allant jusqu'à 180 ° C.
Nous avons généralement utilisé ci-dessous des matériaux à Tg élevé. Si vous avez besoin d'une fiche technique, veuillez nous contacter directement.
|
Material
|
TG
|
Td
|
CTE-z
|
Td260
|
Td288
|
|
(DSC, °C)
|
(Wt, °C)
|
(ppm/°C)
|
(min)
|
(min)
|
|
S1141 (FR4)
|
175
|
300
|
55
|
8
|
/
|
|
S1000-2M (FR4)
|
180
|
345
|
45
|
60
|
20
|
|
IT180A
|
180
|
345
|
45
|
60
|
20
|
|
Rogers 4350B
|
280
|
390
|
50
|
/
|
|
Ms. Megan