ارتفاع تيراغرام ثنائي الفينيل متعدد الكلور
يجب أن تكون لوحات الدوائر الإلكترونية مقاومة للهب، ولا تحترق عند درجة حرارة معينة، بل تلين فقط. تُسمى نقطة درجة الحرارة هذه درجة انتقال الزجاج (Tg)، وترتبط هذه القيمة بثبات أبعاد لوحة PCB. كلما ارتفعت قيمة TG، زادت مقاومة لوحة PCB للحرارة.
عند ارتفاع درجة الحرارة إلى منطقة معينة، تتحول المادة من "الحالة الزجاجية" إلى "الحالة المطاطية"، وتُسمى هذه الدرجة درجة حرارة انتقال الزجاج للصفائح (Tg). بمعنى آخر، Tg هي أعلى درجة حرارة (℃) تُحافظ عندها على درجة حرارة المادة. أي أن مواد ركائز PCB العادية لا تُسبب تشوهًا وذوبانًا وظواهر أخرى عند درجات الحرارة العالية فحسب، بل تُسبب أيضًا انخفاضًا حادًا في الخواص الميكانيكية والكهربائية.

إن زيادة قيمة Tg للركيزة ستعزز وتحسّن خصائص مقاومة الحرارة والرطوبة والمواد الكيميائية واستقرار المقاومة للوحة الدوائر المطبوعة. كلما ارتفعت قيمة Tg، تحسنت درجة حرارة اللوحة وخصائصها الأخرى، وخاصةً في عملية التصنيع الخالية من الرصاص، حيث تُستخدم قيمة Tg العالية على نطاق واسع.
يشير مصطلح "Tg العالي" إلى مقاومة عالية للحرارة. مع التطور السريع لصناعة الإلكترونيات، وخاصةً المنتجات الإلكترونية التي تمثلها الحواسيب، يتطلب التطور نحو الأداء العالي والطبقات المتعددة العالية مقاومةً حراريةً أعلى لمواد ركائز PCB كضمانٍ مهم. وقد أدى ظهور وتطور تقنيات التركيب عالية الكثافة، المتمثلة في SMT وCMT، إلى اعتماد PCB بشكل متزايد على دعم المقاومة العالية للحرارة للركائز من حيث الفتحات الصغيرة والدوائر الدقيقة والنحافة.
لذلك، يكمن الفرق بين FR-4 العادي وFR-4 عالي Tg في أنه في الحالة الساخنة، وخاصةً عند تسخينها بعد امتصاص الرطوبة، تختلف القوة الميكانيكية، والثبات البُعدي، والالتصاق، وامتصاص الماء، والتحلل الحراري، والتمدد الحراري، وغيرها من خصائص المادة. ومن الواضح أن المنتجات عالية Tg أفضل من مواد ركيزة PCB العادية.
لماذا PCB عالية Tg؟
PCB ذات درجة الحرارة العالية Tg، أي عندما ترتفع درجة الحرارة إلى نطاق معين، يتغير الركيزة من "الحالة الصلبة" إلى "الحالة المطاطية"، وتسمى نقطة درجة الحرارة هذه درجة حرارة انتقال الزجاج (Tg) للوحة الدائرة.
تُمثل درجة الحرارة (Tg) درجة الحرارة اللازمة لتحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة المطاطية، وتُقاس بالدرجات المئوية. عادةً ما تكون درجة الحرارة (Tg) للمادة أعلى من 130 درجة مئوية، بينما تكون درجة الحرارة المرتفعة عادةً أعلى من 170 درجة مئوية، والدرجة المتوسطة حوالي 150 درجة مئوية. تُسمى لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) التي تبلغ درجة حرارتها 170 درجة مئوية أو أعلى لوحات الدوائر المطبوعة عالية الحرارة.
الموصلية الحرارية العالية
تتميز المواد ذات درجة الحرارة العالية (Tg) بموصلية حرارية عالية، وتبديد الحرارة بكفاءة أكبر. تُحسّن هذه الخاصية استقرار وموثوقية الأجهزة الإلكترونية، خاصةً في بيئات العمل ذات درجات الحرارة العالية.
مقاومة عالية للحرارة
كلما ارتفعت قيمة Tg، زادت مقاومة المادة للحرارة. تتميز المواد ذات قيمة Tg العالية بأداء جيد واستقرار في بيئات ذات درجات حرارة عالية، وهي مناسبة لبيئات العمل ذات درجات الحرارة العالية.
خصائص ميكانيكية ممتازة
تتميز المواد عالية التصلب بقوة وصلابة عاليتين، وتتحمل إجهادًا ميكانيكيًا أكبر. هذه الخاصية تُمكّن المواد عالية التصلب من الحفاظ على أداء مستقر حتى في الظروف البيئية القاسية.
خصائص كهربائية جيدة:
تتميز المواد ذات Tg العالية بثوابت عزل وظلال فقدان أقل، مما يُحسّن جودة نقل الإشارة والتوافق الكهرومغناطيسي. وهذا مهم بشكل خاص في تطبيقات نقل الإشارات عالية التردد والسرعة.
مادة PCB الشائعة ذات Tg العالية
المنتجات | طرق | IT-180ATC |
درجة الحرارة (درجة مئوية) | DSC | 175 |
T-288 (مع 1 أونصة من النحاس، دقيقة) | TMA | 20 |
Td-5%(℃) | خسارة TGA 5% | 345 |
CTE (جزء في المليون/درجة مئوية) | a1/a2 | 45/210 |
معامل التمدد الحراري (%)، 50-260 درجة مئوية | TMA | 2.7 |
Dk @ 1 جيجاهرتز (RC 50%) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 4.1 |
Df @ 1 جيجاهرتز (RC 50%) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 0.017 |
CTI (فولت) | IEC 60112 / UL 746 | CTI 3 (175-249) |
| المنتجات | الأسلوب | الحالة | وحدة | القيمة النموذجية | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 200 | |
| Tg | TMA | ℃ | 170 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5% بالوزن. خسارة | ℃ | 350 | |
| CTE (المحور Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | قبل تيراغرام | جزء في المليون / ℃ | 45 | |
| بعد Tg | جزء في المليون / ℃ | 210 | |||
| 50-260 ℃ | % | 2.3 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | دقيقة | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | دقيقة | 45 | |
| الإجهاد الحراري | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 درجة مئوية، غمس اللحام | s | > 100 | |
| حجم المقاومة | IPC-TM-650 2.5.17.1 | بعد مقاومة الرطوبة | م أوم.سم | 2.5E + 08 | |
| هـ-24/125 | م أوم.سم | 1.9E + 06 | |||
| المقاومة السطحية | IPC-TM-650 2.5.17.1 | بعد مقاومة الرطوبة | م | 3.3E + 07 | |
| هـ-24/125 | م | 2.4E + 06 | |||
| مقاومة القوس | IPC-TM-650 2.5.1 | د-48/50+د-4/23 | s | 146 | |
| انهيار العزل الكهربائي | IPC-TM-650 2.5.6 | د-48/50+د-4/23 | kV | > 45 | |
| ثابت التبديد (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | ||
| عامل التبديد (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.015 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.009 | ||
| قوة التقشير (1 أونصة من رقائق النحاس HTE) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / مم | - | |
| بعد الإجهاد الحراري 288 درجة مئوية، 10 ثوانٍ | نيوتن/مم[رطل/بوصة] | 1.25 [7.14] | |||
| 125 ℃ | N / مم | - | |||
| قوة العاطفة | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | ميجا باسكال | 530 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | ميجا باسكال | 410 | |
| امتصاص الماء | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.07 | |
| CTI | IEC60112 | A | التقييم | PLC 3 | |
| القابلية للاشتعال | UL94 | ج-48/23/50 | التقييم | V-0 | |
| هـ-24/125 | التقييم | V-0 | |||
ملاحظات:
1. ورقة المواصفات: IPC-4101/126، هي للرجوع إليها فقط.
2. تعتمد جميع القيم النموذجية على العينة مقاس 1.6 مم (16*2116).
| المنتجات | الأسلوب | الحالة | وحدة | القيمة النموذجية | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.25 | DSC | ℃ | 180 | |
| IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 185 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5% بالوزن. خسارة | ℃ | 345 | |
| CTE (المحور Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | قبل تيراغرام | جزء في المليون / ℃ | 45 | |
| بعد Tg | جزء في المليون / ℃ | 220 | |||
| 50-260 ℃ | % | 2.8 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | دقيقة | 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | دقيقة | 20 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | دقيقة | 5 | |
| الإجهاد الحراري | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 درجة مئوية، غمس اللحام | - | 100S بدون تقشير | |
| حجم المقاومة | IPC-TM-650 2.5.17.1 | بعد مقاومة الرطوبة | م أوم.سم | 2.2 س 108 | |
| هـ-24/125 | م أوم.سم | 4.5 س 106 | |||
| المقاومة السطحية | IPC-TM-650 2.5.17.1 | بعد مقاومة الرطوبة | م | 7.9 س 107 | |
| هـ-24/125 | م | 1.7 س 106 | |||
| مقاومة القوس | IPC-TM-650 2.5.1 | د-48/50+د-4/23 | s | 100 | |
| انهيار العزل الكهربائي | IPC-TM-650 2.5.6 | د-48/50+د-4/23 | kV | 63 | |
| ثابت التبديد (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | |
| إيك شنومكس-شنومكس-شنومكس | 10GHz | - | - | ||
| عامل التبديد (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.013 | |
| إيك شنومكس-شنومكس-شنومكس | 10GHz | - | - | ||
| قوة التقشير (رقائق نحاسية HTE 1 أونصة) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / مم | - | |
| بعد الإجهاد الحراري 288 درجة مئوية، 10 ثوانٍ | N / مم | 1.38 | |||
| 125 ℃ | N / مم | 1.07 | |||
| قوة العاطفة | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | ميجا باسكال | 562 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | ميجا باسكال | 518 | |
| امتصاص الماء | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.10 | |
| CTI | IEC60112 | A | التقييم | PLC 3 | |
| القابلية للاشتعال | UL94 | ج-48/23/50 | التقييم | V-0 | |
| هـ-24/125 | التقييم | V-0 | |||
ملاحظات:
- ورقة المواصفات: IPC-4101/126، هي للرجوع إليها فقط.
- تعتمد جميع القيم النموذجية على عينة بحجم 1.6 مم، في حين أن Tg للعينة ≥ 0.50 مم.
الشرح: C=تكييف الرطوبة، D=تكييف الغمر في الماء المقطر، E=تكييف درجة الحرارة
يشير الرقم الأول الذي يلي الحرف إلى مدة التجهيز المسبق بالساعات، والرقم الثاني إلى درجة حرارة التجهيز المسبق بالدرجة المئوية، والرقم الثالث إلى الرطوبة النسبية.
| المنتجات | الأسلوب | الحالة | وحدة | القيمة النموذجية | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.25 | DSC | ℃ | 180 | |
| IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 185 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5% بالوزن. خسارة | ℃ | 355 | |
| CTE (المحور Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | قبل تيراغرام | جزء في المليون / ℃ | 41 | |
| بعد Tg | جزء في المليون / ℃ | 208 | |||
| 50-260 ℃ | % | 2.4 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | دقيقة | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | دقيقة | 30 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | دقيقة | 15 | |
| الإجهاد الحراري | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 درجة مئوية، غمس اللحام | s | > 100 | |
| حجم المقاومة | IPC-TM-650 2.5.17.1 | بعد مقاومة الرطوبة | م أوم.سم | 8.7 شرقًا +08 | |
| هـ-24/125 | م أوم.سم | 7.2 شرقًا +06 | |||
| المقاومة السطحية | IPC-TM-650 2.5.17.1 | بعد مقاومة الرطوبة | م | 2.2 شرقًا +07 | |
| هـ-24/125 | م | 8.6 شرقًا +06 | |||
| مقاومة القوس | IPC-TM-650 2.5.1 | د-48/50+د-4/23 | s | 133 | |
| انهيار العزل الكهربائي | IPC-TM-650 2.5.6 | د-48/50+د-4/23 | kV | > 45 | |
| ثابت التبديد (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.9 | ||
| عامل التبديد (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.018 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.015 | ||
| قوة التقشير (1 أونصة من رقائق النحاس HTE) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / مم | - | |
| بعد الإجهاد الحراري 288 درجة مئوية، 10 ثوانٍ | نيوتن/مم[رطل/بوصة] | 1.3 [7.43] | |||
| 125 ℃ | N / مم | ||||
| قوة العاطفة | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | ميجا باسكال | 567 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | ميجا باسكال | 442 | |
| امتصاص الماء | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.08 | |
| CTI | IEC60112 | A | التقييم | PLC 3 | |
| القابلية للاشتعال | UL94 | ج-48/23/50 | التقييم | V-0 | |
| هـ-24/125 | التقييم | V-0 | |||
ملاحظات:
1. ورقة المواصفات: IPC-4101/126، هي للرجوع إليها فقط.
2. تعتمد جميع القيم النموذجية على العينة مقاس 1.6 مم (8*7628).
| الممتلكات | القيم النمطية |
|---|---|
| تيج (DMA) | 190 درجة مئوية |
| تيج (DSC) | 180 درجة مئوية |
| تيج (TMA) | 170 درجة مئوية |
| تي دي (تي جي ايه) | 340 درجة مئوية |
| المحور Z لـ CTE (من 50 إلى 260 درجة مئوية) | 2.7% |
| تي-260/ تي-288 | >60 دقيقة/ >15 دقيقة |
| السماحية عند 1 جيجاهرتز (RC 50%) | 4.3 |
| ظل الخسارة عند 1 جيجاهرتز (RC 50%) | 0.018 |
- موافقات الصناعة
- IPC-4101E تسمية النوع: /98، /99، /101، /126
- خدمات التحقق من صحة IPC-4101E/126 معتمدة من QPL
- تصنيف UL – درجة ANSI: FR-4.0
- رقم ملف UL: E189572
- تصنيف قابلية الاشتعال: 94V-0
- أقصى درجة حرارة للتشغيل: 130 درجة مئوية
- التوفر القياسي
- السمك: من 0.002 بوصة [0.05 مم] إلى 0.062 بوصة [1.58 مم]، متوفر على شكل صفائح أو ألواح
- كسوة رقائق النحاس: من 1/8 إلى 12 أونصة (HTE) للبناء؛ ومن 1/8 إلى 3 أونصة (HTE) للجانبين ومن H إلى 2 أونصة (MLS)
- المواد مسبقة التشريب: متوفرة على شكل لفافة أو لوحة
- أنماط الزجاج: 106، 1080، 2113، 2116، 1506 و 7628 وما إلى ذلك.
