PCB ad alta Tg
I circuiti stampati devono essere ignifughi e non possono bruciare a una certa temperatura, ma possono solo rammollirsi. Il punto di temperatura a questo punto è chiamato temperatura di transizione vetrosa (punto Tg), e questo valore è correlato alla stabilità dimensionale del circuito stampato. Maggiore è il valore TG, migliore è la resistenza termica del circuito stampato.
Quando la temperatura raggiunge una certa temperatura, il substrato passa dallo "stato vetroso" allo "stato gommoso", e questa temperatura è chiamata temperatura di transizione vetrosa della lastra (Tg). In altre parole, Tg è la temperatura massima (℃) alla quale viene mantenuta la temperatura del substrato. In altre parole, i materiali di substrato per PCB ordinari non solo producono deformazione, fusione e altri fenomeni ad alte temperature, ma anche un netto calo delle proprietà meccaniche ed elettriche.

L'aumento della Tg del substrato rafforzerà e migliorerà le caratteristiche di resistenza al calore, all'umidità, agli agenti chimici e alla stabilità del circuito stampato. Maggiore è il valore di TG, migliori saranno la temperatura e le altre proprietà del circuito stampato; in particolare, nel processo di produzione senza piombo, Tg elevate sono più ampiamente utilizzate.
Un'elevata Tg si riferisce a un'elevata resistenza al calore. Con il rapido sviluppo dell'industria elettronica, in particolare dei prodotti elettronici rappresentati dai computer, l'evoluzione verso un'elevata funzionalità e un elevato multistrato richiede una maggiore resistenza al calore dei materiali del substrato del PCB come garanzia importante. L'emergere e lo sviluppo di tecnologie di montaggio ad alta densità rappresentate da SMT e CMT hanno reso i PCB sempre più dipendenti dal supporto di substrati ad alta resistenza al calore in termini di piccole aperture, circuiti sottili e spessori ridotti.
Pertanto, la differenza tra FR-4 generico e FR-4 ad alta Tg è che a caldo, soprattutto se riscaldato dopo l'assorbimento di umidità, la resistenza meccanica, la stabilità dimensionale, l'adesione, l'assorbimento d'acqua, la decomposizione termica, l'espansione termica e altre condizioni del materiale sono diverse. I prodotti ad alta Tg sono ovviamente migliori dei normali materiali per substrati PCB.
Perché PCB ad alta Tg?
PCB ad alta Tg, ovvero quando la temperatura sale a un certo intervallo, il substrato passa dallo stato "solido" a quello "gommoso" e questo punto di temperatura è chiamato temperatura di transizione vetrosa (Tg) del circuito stampato.
La Tg rappresenta la temperatura necessaria affinché il materiale passi dallo stato "solido" a quello "gommoso", misurata in gradi Celsius. Generalmente, la Tg del materiale è superiore a 130 °C, mentre la Tg alta è solitamente superiore a 170 °C e la Tg media è di circa 150 °C. I PCB con Tg di 170 °C o superiore sono generalmente chiamati PCB ad alta Tg.
Alta conducibilità termica
I materiali ad alta Tg hanno un'elevata conduttività termica e possono dissipare il calore in modo più efficace. Questa proprietà contribuisce a migliorare la stabilità e l'affidabilità dei dispositivi elettronici, soprattutto in ambienti di lavoro ad alta temperatura.
Elevata resistenza al calore
Maggiore è il valore Tg, maggiore è la resistenza al calore del materiale. I materiali ad alta Tg mantengono buone prestazioni e stabilità in ambienti ad alta temperatura e sono adatti ad ambienti di lavoro ad alta temperatura.
Eccellenti proprietà meccaniche
I materiali ad alta Tg presentano elevata resistenza e rigidità e possono sopportare maggiori sollecitazioni meccaniche. Questa proprietà consente ai materiali ad alta Tg di mantenere prestazioni stabili anche in condizioni ambientali difficili.
Buone proprietà elettriche:
I materiali ad alta Tg presentano costanti dielettriche e tangenti di perdita inferiori, il che contribuisce a migliorare la qualità della trasmissione del segnale e la compatibilità elettromagnetica. Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni di trasmissione del segnale ad alta frequenza e ad alta velocità.
Materiale PCB comune ad alta Tg
articoli | Metodi | IT-180ATC |
Tg (℃) | DSC | 175 |
T-288 (con 1 oz Cu, min) | TMA | 20 |
Td-5% (℃) | Perdita del 5% di TGA | 345 |
CTE (ppm/℃) | a1/a2 | 45/210 |
CTE (%), 50-260℃ | TMA | 2.7 |
Dk a 1 GHz (RC 50%) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 4.1 |
Df a 1 GHz (RC 50%) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 0.017 |
CTI (Volt) | IEC 60112 / UL 746 | CTI 3 (175-249) |
| articoli | Metodo | Condizioni dell'oggetto | Unità | Valore tipico | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 200 | |
| Tg | TMA | ℃ | 170 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | perdita di peso del 5% | ℃ | 350 | |
| CTE (asse Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Prima di Tg | ppm/℃ | 45 | |
| Dopo il Tg | ppm/℃ | 210 | |||
| 50-260 ℃ | % | 2.3 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 45 | |
| Stress termico | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, immersione di saldatura | s | > 100 | |
| Volume resistività | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Dopo la resistenza all'umidità | MΩ.cm | 2.5 08 + | |
| E-24/125 | MΩ.cm | 1.9 06 + | |||
| Resistività superficiale | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Dopo la resistenza all'umidità | MO | 3.3 07 + | |
| E-24/125 | MO | 2.4 06 + | |||
| Resistenza all'arco | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 146 | |
| Ripartizione dielettrica | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| Costante di dissipazione (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | ||
| Fattore di dissipazione (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.015 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.009 | ||
| Resistenza al distacco (lamina di rame HTE da 1 oz) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Dopo stress termico 288℃, 10s | N/mm[libbre/pollice] | 1.25 [7.14] | |||
| 125 ℃ | N / mm | - | |||
| Resistenza alla flessione | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 530 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 410 | |
| Assorbimento dell'acqua | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.07 | |
| CTI | IEC60112 | A | Valutazione | PLC 3 | |
| infiammabilità | UL94 | C-48/23/50 | Valutazione | V-0 | |
| E-24/125 | Valutazione | V-0 | |||
Osservazioni:
1. La scheda tecnica: IPC-4101/126 è solo a scopo di riferimento.
2. Tutti i valori tipici si basano sul campione da 1.6 mm (16*2116).
| articoli | Metodo | Condizioni dell'oggetto | Unità | Valore tipico | |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 | perdita di peso del 5% | ℃ | 345 | |
| CTE (asse Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Prima di Tg | ppm/℃ | 45 | |
| Dopo il Tg | ppm/℃ | 220 | |||
| 50-260 ℃ | % | 2.8 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 20 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 5 | |
| Stress termico | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, immersione di saldatura | - | 100S Nessuna delaminazione | |
| Volume resistività | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Dopo la resistenza all'umidità | MΩ.cm | 2.2 x 108 | |
| E-24/125 | MΩ.cm | 4.5 x 106 | |||
| Resistività superficiale | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Dopo la resistenza all'umidità | MO | 7.9 x 107 | |
| E-24/125 | MO | 1.7 x 106 | |||
| Resistenza all'arco | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 100 | |
| Ripartizione dielettrica | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | 63 | |
| Costante di dissipazione (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | |
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | - | - | ||
| Fattore di dissipazione (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.013 | |
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | - | - | ||
| Resistenza al distacco (lamina di rame HTE da 1 oz) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Dopo stress termico 288℃, 10s | N / mm | 1.38 | |||
| 125 ℃ | N / mm | 1.07 | |||
| Resistenza alla flessione | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 562 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 518 | |
| Assorbimento dell'acqua | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.10 | |
| CTI | IEC60112 | A | Valutazione | PLC 3 | |
| infiammabilità | UL94 | C-48/23/50 | Valutazione | V-0 | |
| E-24/125 | Valutazione | V-0 | |||
Osservazioni:
- La scheda tecnica: IPC-4101/126 è solo a scopo di riferimento.
- Tutti i valori tipici si basano sul campione da 1.6 mm, mentre la Tg è per campioni ≥0.50 mm.
Spiegazione: C=Condizionamento dell'umidità, D=Condizionamento dell'immersione in acqua distillata, E=Condizionamento della temperatura
La prima cifra che segue la lettera indica la durata del precondizionamento in ore, la seconda cifra la temperatura di precondizionamento in ℃ e la terza cifra l'umidità relativa.
| articoli | Metodo | Condizioni dell'oggetto | Unità | Valore tipico | |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 | perdita di peso del 5% | ℃ | 355 | |
| CTE (asse Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Prima di Tg | ppm/℃ | 41 | |
| Dopo il Tg | ppm/℃ | 208 | |||
| 50-260 ℃ | % | 2.4 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 30 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 15 | |
| Stress termico | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, immersione di saldatura | s | > 100 | |
| Volume resistività | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Dopo la resistenza all'umidità | MΩ.cm | 8.7 E + 08 | |
| E-24/125 | MΩ.cm | 7.2 E + 06 | |||
| Resistività superficiale | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Dopo la resistenza all'umidità | MO | 2.2 E + 07 | |
| E-24/125 | MO | 8.6 E + 06 | |||
| Resistenza all'arco | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 133 | |
| Ripartizione dielettrica | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| Costante di dissipazione (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.9 | ||
| Fattore di dissipazione (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.018 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.015 | ||
| Resistenza al distacco (lamina di rame HTE da 1 oz) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Dopo stress termico 288℃, 10s | N/mm[libbre/pollice] | 1.3 [7.43] | |||
| 125 ℃ | N / mm | ||||
| Resistenza alla flessione | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 567 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 442 | |
| Assorbimento dell'acqua | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.08 | |
| CTI | IEC60112 | A | Valutazione | PLC 3 | |
| infiammabilità | UL94 | C-48/23/50 | Valutazione | V-0 | |
| E-24/125 | Valutazione | V-0 | |||
Osservazioni:
1. La scheda tecnica: IPC-4101/126 è solo a scopo di riferimento.
2. Tutti i valori tipici si basano sul campione da 1.6 mm (8*7628).
| Proprietà | Valori tipici |
|---|---|
| Tg (DMA) | 190 ° C |
| Tg (DSC) | 180 ° C |
| Tg (TMA) | 170 ° C |
| Td (TGA) | 340 ° C |
| CTE asse z (da 50 a 260 °C) | 2.7% |
| T-260/ T288 | >60 minuti/ >15 minuti |
| Permittività a 1 GHz (RC 50%) | 4.3 |
| Tangente di perdita a 1 GHz (RC 50%) | 0.018 |
- Approvazioni del settore
- Designazione del tipo IPC-4101E: /98, /99, /101, /126
- Servizi di convalida IPC-4101E/126 certificati QPL
- Designazione UL – Grado ANSI: FR-4.0
- Numero di fascicolo UL: E189572
- Grado di infiammabilità: 94V-0
- Temperatura massima di esercizio: 130 ° C
- Disponibilità standard
- Spessore: da 0.002" [0.05 mm] a 0.062" [1.58 mm], disponibile in fogli o pannelli
- Rivestimento in lamina di rame: da 1/8 a 12 oz (HTE) per rivestimento; da 1/8 a 3 oz (HTE) per rivestimenti doppi e da H a 2 oz (MLS)
- Preimpregnati: disponibili in rotoli o pannelli
- Stili di vetro: 106, 1080, 2113, 2116, 1506 e 7628 ecc.
