PCB s vysokým Tg
Dosky plošných spojov musia byť odolné voči ohňu a nemôžu horieť pri určitej teplote, ale môžu iba zmäknúť. Teplotný bod v tomto čase sa nazýva teplota skleného prechodu (bod Tg) a táto hodnota súvisí s rozmerovou stabilitou dosky plošných spojov. Čím vyššia je hodnota TG, tým lepšia je teplotná odolnosť dosky plošných spojov.
Keď teplota stúpne nad určitú hranicu, substrát sa zmení zo „skleného stavu“ do „gumového stavu“ a táto teplota sa nazýva teplota skleného prechodu dosky (Tg). Inými slovami, Tg je najvyššia teplota (℃), pri ktorej sa teplota substrátu udržiava. To znamená, že bežné materiály substrátu DPS pri vysokých teplotách nielenže spôsobujú deformácie, topenie a iné javy, ale aj prudký pokles mechanických a elektrických vlastností.

Zvýšenie teploty stlačeného vzduchu (Tg) substrátu posilní a zlepší vlastnosti dosky plošných spojov, ako je tepelná odolnosť, odolnosť voči vlhkosti, chemická odolnosť a stabilita odporu. Čím vyššia je hodnota TG, tým lepšie sú teplotné a iné vlastnosti dosky, najmä pri bezolovnatom výrobnom procese, kde sa vysoká teplota stlačeného vzduchu (Tg) používa častejšie.
Vysoká teplota stlačenia (Tg) označuje vysokú tepelnú odolnosť. S rýchlym rozvojom elektronického priemyslu, najmä elektronických produktov, ako sú počítače, si vývoj smerom k vysokej funkčnosti a vysokej viacvrstvovej konštrukcii vyžaduje vyššiu tepelnú odolnosť substrátových materiálov dosiek plošných spojov ako dôležitú záruku. Vznik a vývoj technológií montáže s vysokou hustotou, ako sú SMT a CMT, spôsobil, že dosky plošných spojov sú čoraz viac závislé od podpory vysokej tepelnej odolnosti substrátov z hľadiska malých otvorov, jemných obvodov a tenkosti.
Rozdiel medzi všeobecným FR-4 a FR-4 s vysokou teplotou tepelnej rozťažnosti (Tg) spočíva v tom, že v horúcom stave, najmä pri zahrievaní po absorpcii vlhkosti, sa líšia mechanická pevnosť, rozmerová stabilita, priľnavosť, absorpcia vody, tepelný rozklad, tepelná rozťažnosť a ďalšie podmienky materiálu. Produkty s vysokou teplotou tepelnej rozťažnosti sú zjavne lepšie ako bežné materiály pre substráty plošných spojov.
Prečo PCB s vysokým obsahom Tg?
Doska plošných spojov s vysokou teplotou Tg, to znamená, že keď teplota stúpne do určitého rozsahu, substrát sa zmení z „pevného“ do „gumového“ stavu a tento teplotný bod sa nazýva teplota skleného prechodu (Tg) dosky plošných spojov.
Tg predstavuje teplotu potrebnú na zmenu materiálu z „pevného“ do „gumového“ stavu, meranú v stupňoch Celzia. Vo všeobecnosti je Tg materiálu nad 130 °C, zatiaľ čo vysoká Tg je zvyčajne nad 170 °C a stredná Tg je okolo 150 °C. PCB s Tg 170 °C alebo vyššou sa všeobecne nazývajú PCB s vysokou Tg.
Vysoká tepelná vodivosť
Materiály s vysokým Tg majú vysokú tepelnú vodivosť a dokážu efektívnejšie odvádzať teplo. Táto vlastnosť pomáha zlepšiť stabilitu a spoľahlivosť elektronických zariadení, najmä v prostredí s vysokou teplotou.
Vysoká tepelná odolnosť
Čím vyššia je hodnota Tg, tým lepšia je tepelná odolnosť materiálu. Materiály s vysokým Tg si dokážu udržať dobrý výkon a stabilitu vo vysokoteplotných prostrediach a sú vhodné pre vysokoteplotné pracovné prostredia.
Vynikajúce mechanické vlastnosti
Materiály s vysokým Tg majú vysokú pevnosť a tuhosť a odolávajú väčšiemu mechanickému namáhaniu. Táto vlastnosť umožňuje materiálom s vysokým Tg udržiavať stabilný výkon aj v náročných podmienkach prostredia.
Dobré elektrické vlastnosti:
Materiály s vysokým Tg majú nižšie dielektrické konštanty a stratové tangenty, čo pomáha zlepšiť kvalitu prenosu signálu a elektromagnetickú kompatibilitu. To je obzvlášť dôležité v aplikáciách vysokofrekvenčného a vysokorýchlostného prenosu signálu.
Bežný materiál PCB s vysokým Tg
položky | Metódy | IT-180ATC |
Tg (℃) | DSC | 175 |
T-288 (s 1 oz Cu, min.) | TMA | 20 |
Td-5% (℃) | Strata TGA 5 % | 345 |
CTE (ppm/℃) | a1/a2 | 45/210 |
CTE (%), 50 – 260 ℃ | TMA | 2.7 |
Dk pri 1 GHz (RC 50 %) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 4.1 |
Df pri 1 GHz (RC 50 %) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 0.017 |
CTI (volty) | IEC 60112 / UL 746 | CTI 3 (175-249) |
| položky | Metóda | Podmienka | Jednotka | Typická hodnota | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 200 | |
| Tg | TMA | ℃ | 170 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5% strata hmotnosti | ℃ | 350 | |
| CTE (os Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Pred Tg | ppm/℃ | 45 | |
| Po Tg | ppm/℃ | 210 | |||
| 50 260- ℃ | % | 2.3 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | minút | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | minút | 45 | |
| Tepelné napätie | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, spájkovanie ponorom | s | > 100 | |
| Objemová rezistivita | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Po odolnosti voči vlhkosti | MΩ.cm | 2.5E + 08 | |
| E-24/125 | MΩ.cm | 1.9E + 06 | |||
| Povrchová rezistivita | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Po odolnosti voči vlhkosti | MQ | 3.3E + 07 | |
| E-24/125 | MQ | 2.4E + 06 | |||
| Odolnosť voči oblúku | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 146 | |
| Dielektrický rozpad | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| Stratová konštanta (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | ||
| Disipačný faktor (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.015 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.009 | ||
| Pevnosť v odlupovaní (1oz HTE medená fólia) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Po tepelnom namáhaní 288 ℃, 10 s | N/mm[lb/in] | 1.25 [7.14] | |||
| 125 ℃ | N / mm | - | |||
| Ohybová pevnosť | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 530 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 410 | |
| Absorpcia vody | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.07 | |
| CTI | IEC60112 | A | hodnotenie | PLC 3 | |
| horľavosť | UL94 | C-48/23/50 | hodnotenie | V-0 | |
| E-24/125 | hodnotenie | V-0 | |||
Poznámky:
1. Technický list: IPC-4101/126 slúži len na informačné účely.
2. Všetky typické hodnoty sú založené na vzorke s hrúbkou 1.6 mm (16 * 2116).
| položky | Metóda | Podmienka | Jednotka | Typická hodnota | |
|---|---|---|---|---|---|
| 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% strata hmotnosti | ℃ | 345 | |
| CTE (os Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Pred Tg | ppm/℃ | 45 | |
| Po Tg | ppm/℃ | 220 | |||
| 50 260- ℃ | % | 2.8 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | minút | 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | minút | 20 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | minút | 5 | |
| Tepelné napätie | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, spájkovanie ponorom | - | 100S Bez delaminácie | |
| Objemová rezistivita | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Po odolnosti voči vlhkosti | MΩ.cm | X 2.2 108 | |
| E-24/125 | MΩ.cm | X 4.5 106 | |||
| Povrchová rezistivita | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Po odolnosti voči vlhkosti | MQ | X 7.9 107 | |
| E-24/125 | MQ | X 1.7 106 | |||
| Odolnosť voči oblúku | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 100 | |
| Dielektrický rozpad | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | 63 | |
| Stratová konštanta (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | |
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | - | - | ||
| Disipačný faktor (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.013 | |
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | - | - | ||
| Pevnosť v odlupovaní (1 oz HTE medená fólia) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Po tepelnom namáhaní 288 ℃, 10 s | N / mm | 1.38 | |||
| 125 ℃ | N / mm | 1.07 | |||
| Ohybová pevnosť | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 562 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 518 | |
| Absorpcia vody | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.10 | |
| CTI | IEC60112 | A | hodnotenie | PLC 3 | |
| horľavosť | UL94 | C-48/23/50 | hodnotenie | V-0 | |
| E-24/125 | hodnotenie | V-0 | |||
Poznámky:
- Technický list: IPC-4101/126 slúži len na informačné účely.
- Všetky typické hodnoty sú založené na vzorke s hrúbkou 1.6 mm, zatiaľ čo Tg je pre vzorku s hrúbkou ≥ 0.50 mm.
Vysvetlenie: C = Kondicionovanie vlhkosťou, D = Kondicionovanie ponorením do destilovanej vody, E = Kondicionovanie teplotou
Prvá číslica za písmenom označuje trvanie predkondicionovania v hodinách, druhá číslica teplotu predkondicionovania v °C a tretia číslica relatívnu vlhkosť.
| položky | Metóda | Podmienka | Jednotka | Typická hodnota | |
|---|---|---|---|---|---|
| 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% strata hmotnosti | ℃ | 355 | |
| CTE (os Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Pred Tg | ppm/℃ | 41 | |
| Po Tg | ppm/℃ | 208 | |||
| 50 260- ℃ | % | 2.4 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | minút | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | minút | 30 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | minút | 15 | |
| Tepelné napätie | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, spájkovanie ponorom | s | > 100 | |
| Objemová rezistivita | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Po odolnosti voči vlhkosti | MΩ.cm | 8.7 E+08 | |
| E-24/125 | MΩ.cm | 7.2 E+06 | |||
| Povrchová rezistivita | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Po odolnosti voči vlhkosti | MQ | 2.2 E+07 | |
| E-24/125 | MQ | 8.6 E+06 | |||
| Odolnosť voči oblúku | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 133 | |
| Dielektrický rozpad | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| Stratová konštanta (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.9 | ||
| Disipačný faktor (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.018 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.015 | ||
| Pevnosť v odlupovaní (1oz HTE medená fólia) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Po tepelnom namáhaní 288 ℃, 10 s | N/mm[lb/in] | 1.3 [7.43] | |||
| 125 ℃ | N / mm | ||||
| Ohybová pevnosť | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 567 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 442 | |
| Absorpcia vody | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.08 | |
| CTI | IEC60112 | A | hodnotenie | PLC 3 | |
| horľavosť | UL94 | C-48/23/50 | hodnotenie | V-0 | |
| E-24/125 | hodnotenie | V-0 | |||
Poznámky:
1. Technický list: IPC-4101/126 slúži len na informačné účely.
2. Všetky typické hodnoty sú založené na vzorke s hrúbkou 1.6 mm (8 * 7628).
| Majetok | Typické hodnoty |
|---|---|
| Tg (DMA) | 190 ° C |
| Tg (DSC) | 180 ° C |
| Tg (TMA) | 170 ° C |
| Td (TGA) | 340 ° C |
| CTE os z (50 až 260 °C) | 2.7% |
| T-260/ T288 | >60 min/ >15 min |
| Permitivita pri 1 GHz (RC 50 %) | 4.3 |
| Stratový tangent pri 1 GHz (RC 50 %) | 0.018 |
- Priemyselné schválenia
- Typové označenie IPC-4101E: /98, /99, /101, /126
- Validačné služby IPC-4101E/126, certifikované QPL
- Označenie UL – stupeň ANSI: FR-4.0
- Číslo súboru UL: E189572
- Stupeň horľavosti: 94V-0
- Maximálna prevádzková teplota: 130°C
- Štandardná dostupnosť
- Hrúbka: 0.002”[0.05 mm] až 0.062”[1.58 mm], dostupné vo forme plechu alebo panelu
- Povrchová úprava medenou fóliou: 1/8 až 12 oz (HTE) pre navrstvenie; 1/8 až 3 oz (HTE) pre obojstranné vrstvy a H až 2 oz (MLS)
- Prepregy: Dostupné vo forme roliek alebo panelov
- Štýly skla: 106, 1080, 2113, 2116, 1506 a 7628 atď.
