У проектуванні та виготовленнідруковані плати, значення TG є ключовим параметром, який відіграє вирішальну роль у продуктивності та надійності друкованої плати. Розуміння того, як правильно вибрати відповідне значення TG, має вирішальне значення для забезпечення стабільної роботи та продовження терміну служби електронних виробів.
1, Зрозумійте значення TG
Значення TG, також відоме як температура склування, відноситься до температури, при якій аморфні полімери (включаючи аморфну частину кристалічних полімерів) переходять між склоподібним і гумовим станами. Для підкладки друкованих плат, коли температура нижче значення TG, підкладка знаходиться в твердому склоподібному стані з хорошими механічними властивостями та стабільністю розмірів; Коли температура перевищує значення TG, підкладка поступово перетворюється на стан м’якої гуми, її механічні властивості погіршуються, стабільність розмірів погіршується, і можуть виникнути такі проблеми, як деформація та розшарування, що серйозно впливає на електричні характеристики та надійність друкованої плати.
2, Вимоги до значень TG у різних сценаріях застосування
Вироби побутової електроніки: звичайні вироби споживчої електроніки, такі як смартфони, планшети тощо, виділяють відносно мало тепла під час роботи. Як правило, для задоволення попиту можна використовувати звичайні плати FR-4 зі значеннями TG від 130 градусів до 150 градусів. Такий тип плати має меншу вартість і може забезпечити стабільну роботу друкованої плати при нормальних температурних умовах. Як приклад смартфонів, тепло, що виділяється чіпами та іншими компонентами на їхніх внутрішніх друкованих платах під час нормального використання, можна контролювати в певному діапазоні за допомогою конструкції розсіювання тепла, і друкованої плати з нормальним значенням TG достатньо, щоб впоратися з цим.
Промислове контрольне обладнання: промислове середовище зазвичай складне, і обладнання може стикатися з жорсткими умовами, такими як висока температура та висока вологість, і працювати безперервно протягом тривалого часу. Тому друкована плата промислового контрольного обладнання повинна мати більш високу стабільність і надійність. Зазвичай рекомендується використовувати аркуші середнього та високого TG із значеннями TG від 150 градусів до 170 градусів. Наприклад, в апаратурі керування автоматизованої виробничої лінії через безперервну роботу обладнання протягом тривалого часу друкована плата буде продовжувати нагріватися. Пластини з більш високими значеннями ТГ можуть ефективно протистояти впливу високої температури, забезпечувати стабільну роботу обладнання та знижувати ймовірність поломки.
У галузі автомобільної електроніки автомобільні електронні пристрої не лише повинні витримувати високу температуру в -температурних зонах, як-от моторний відсік під час роботи, але також мають протистояти вібрації, ударам і різким перепадам температури під час роботи автомобіля. Особливо високої надійності вимагають друковані плати ключових компонентів, таких як блоки керування двигуном і автомобільні зарядні пристрої. Такі додатки часто вимагають високих TG листів зі значеннями TG вище 170 градусів, і навіть деякі -додатки високого рівня можуть використовувати спеціальні матеріали зі значеннями TG понад 200 градусів. Наприклад, плата ECU в моторному відсіку автомобіля може підтримувати стабільну електричну та механічну роботу в умовах високої температури, забезпечуючи точне керування та надійну роботу двигуна автомобіля.
Аерокосмічна та військова продукція: ці галузі досягли надзвичайно високих вимог до надійності та стабільності продукції, і будь-яка незначна несправність може призвести до серйозних наслідків. Друковані плати повинні підтримувати високу продуктивність у суворих умовах, таких як екстремальні температури та сильна вібрація. Тому в аерокосмічній та військовій продукції зазвичай використовуються спеціальні матеріали з надзвичайно високими значеннями TG, наприклад керамічні підкладки, у яких значення TG набагато вищі, ніж у звичайних органічних плат, що може гарантувати, що різноманітні показники продуктивності друкованих плат не постраждають у суворих умовах і забезпечують надійну роботу обладнання в складних середовищах.
3. Фактори, які слід враховувати при виборі значень TG
Діапазон робочих температур: по-перше, необхідно уточнити максимальну температуру, яку може зазнавати друкована плата під час фактичної роботи. Це вимагає комплексного розгляду таких факторів, як внутрішні нагрівальні елементи, конструкція розсіювання тепла та температура навколишнього середовища, при якому використовується обладнання. Наприклад, плата керування промислової печі, яка працює в -високотемпературному середовищі, може мати робочу температуру близько 100 градусів або навіть вище. У цьому випадку необхідно вибрати плиту з високим значенням TG, яка витримує цю температуру і має певний запас.
Вироблення електроенергії та тепла компонентів. Вироблення електроенергії та тепла різними компонентами на друкованій платі різне. Для компонентів із високою потужністю та значним виділенням тепла, наприклад високо-потужних мікросхем, силових резисторів тощо, температура навколо друкованої плати значно підвищиться. У цих областях слід вибирати плати з вищими значеннями TG, щоб запобігти погіршенню продуктивності друкованої плати через локальний перегрів. Наприклад, друкована плата в блоці живлення комп’ютера вимагає використання плат з високим значенням TG для забезпечення стабільної роботи схеми через велику кількість тепла, що виділяється внутрішніми компонентами живлення під час роботи.
Вимоги до терміну служби: якщо продукт має високі очікування щодо терміну служби, особливо важливо вибрати відповідне значення TG. Під час тривалого-користування, навіть якщо робоча температура не перевищує значення TG, безперервне високе температурне середовище може поступово зістарити підкладку друкованої плати та знизити її продуктивність. Більше значення TG може сповільнити швидкість старіння підкладки та подовжити термін служби друкованої плати. Наприклад, такі пристрої, як інтелектуальні лічильники, які вимагають тривалої -стабільної роботи, мають використовувати плати з високим значенням TG для своїх плат, щоб забезпечити стабільну роботу протягом багатьох років використання.
Обмеження вартості: загалом, чим вище значення TG плати, тим вища її вартість. При виборі значень TG необхідно всебічно враховувати фактори вартості, дотримуючись вимог до продуктивності. Для деяких споживчих електронних продуктів, які є чутливими до вартості та мають відносно низькі вимоги до продуктивності, можна вибрати плати з нижчим значенням TG, щоб контролювати витрати, забезпечуючи базову надійність. Але для ключових областей застосування, таких як медичне обладнання, автомобільна електроніка тощо, пріоритет слід віддавати забезпеченню продуктивності та надійності та розумному вибору відповідних плат із значенням TG, а не зосереджуватися лише на вартості.
4, Тестування та перевірка значення TG
Метод термічного аналізу: Диференціальний скануючий калориметр, який зазвичай використовується, може точно виміряти значення TG підкладки друкованої плати. Нагріваючи зразок із певною швидкістю нагрівання та реєструючи його термічні зміни, коли температура досягає температури склування, крива DSC покаже значне базове зміщення, яке може визначити значення TG. Модуляційна скануюча калориметрія, синхронна диференціальна калориметрія та інші методи також можуть точно визначати значення TG, які можуть точніше аналізувати зміни теплових характеристик матеріалів різною мірою під час процесу склування.
Симуляційне тестування в реальному середовищі: окрім тестування теплового аналізу в лабораторії, тестування та перевірку також можна проводити шляхом імітації фактичного робочого середовища друкованої плати. Наприклад, розміщення підготовленого зразка друкованої плати у високо-температурну випробувальну камеру, нагрівання його відповідно до заданої температурної кривої, спостереження за змінами продуктивності друкованої плати за різних температур, зокрема електричних і механічних властивостей, і перевірка на наявність деформації, розшарування, коротких замикань та інших проблем, щоб перевірити, чи відповідає вибране значення TG вимогам практичного застосування. У галузі автомобільної електроніки зразки друкованих плат піддаються всебічним симуляційним випробуванням навколишнього середовища, що включає багато факторів, таких як висока температура, вібрація, вологість тощо, щоб всебічно оцінити надійність друкованої плати в складних практичних умовах експлуатації.