PCB-laminaten op hoge temperatuur

Waarom het kiezen van het juiste laminaat zo belangrijk is

Het kiezen van de juiste PCB-laminaatmaterialen voor hoge temperaturen kan cruciaal zijn voor uw bedrijf. Als u uw printplaten gaat gebruiken in situaties met hoge temperaturen, zijn PCB-laminaten voor hoge temperaturen een vereiste. Het niet gebruiken van de juiste PCB-laminaatmaterialen voor hoge temperaturen kan rampzalig zijn. Hoe? Lees verder.

Wat gebeurt er als printplaten opwarmen?

We weten dat het een natuurlijke eigenschap van warmte is om dingen te laten uitzetten, en printplaatmaterialen vormen daarop geen uitzondering. De circuits op een printplaat zijn delicate machines en moeten hun specifieke vorm behouden. Vooral microgolf- en millimetergolfcircuits hebben kleine, delicate kenmerken. Als deze functies worden vervormd door hoge temperaturen, kunnen ze niet meer functioneren. Uitzetting van ander circuitmateriaal als gevolg van hoge hitte kan de vorm van transmissielijnen veranderen, frequenties verschuiven en de geleiderimpedantie veranderen van de standaard gewenste waarde van 50 Ohm.

Oxidatie kan ook een punt van zorg zijn. Terwijl het diëlektrische materiaal dat door uw koperlaminaat wordt bedekt, bescherming biedt tegen de effecten van oxidatie, heeft blootgesteld diëlektrisch materiaal dat niet. Als dit materiaal gevoelig is voor oxidatie, kunt u een probleem krijgen bij hogere temperaturen, die de oxidatie versnellen. Het resultaat kan een groter verlies van transmissielijnen en een grotere dissipatiefactor zijn.

Wat zijn enkele belangrijke laminaateigenschappen als het gaat om het beschermen van printplaten?

Belangrijke laminaateigenschappen waarmee u rekening moet houden als het gaat om het beschermen van printplaten, vooral tegen situaties met hoge temperaturen, zijn onder meer:

• Glasovergangstemperatuur (TG .) ) – De thermodynamische verschuiving van het polymeer van stijf naar zacht
• Z-as uitbreiding – De fysieke uitzetting langs de Z-as, uitgedrukt als een percentage of CTE, thermische uitzettingscoëfficiënt.
• Ontledingstemperatuur (TD) – Meting van gewichtsverlies als gevolg van harsdegradatie door hoge hitte. Het punt waarop 5 procent van de massa verloren gaat door ontbinding.
• Vochtopname – Hoe goed een materiaal vocht uit de omgeving kan opnemen.
• Tijd tot delaminatie – Tijd die delaminatie nodig heeft bij een bepaalde temperatuur.

Wat is een CTE?

De CTE, of thermische uitzettingscoëfficiënt, is een maat voor hoeveel uitzetting hogere temperaturen een materiaal veroorzaken, uitgedrukt in delen per miljoen (PPM) volgens de schaal van Celsius. Het doel is om een ​​CTE te hebben voor de diëlektrische lagen van uw printplaten met een vergelijkbare waarde als het koper dat op die lagen is gelamineerd. Op deze manier breiden ze samen op een uniforme manier uit, in plaats van tegen elkaar aan te trekken.

Waar komt de warmte vandaan in een PCB-situatie met hoge temperaturen?

Een andere reden waarom hogetemperatuurlaminaten zo belangrijk zijn bij het werken met PCB's, is dat potentieel schadelijke hitte van bijna overal kan komen, met onvoorspelbare effecten. Als u ervan uitgaat dat warmte geen probleem zal zijn voor uw PCB's, staat u misschien voor een ruw ontwaken. Als u niet precies weet waar uw potentieel schadelijke warmte-effecten vandaan komen, zijn enkele mogelijke warmtebronnen:

• Warmte gecreëerd door een onderdeel dat op de printplaat is gemonteerd, zoals galliumnitride-transistors die zijn toegevoegd om het vermogensniveau van RF-/magnetronsystemen te verhogen.
• Warmte gegenereerd door een element buiten de printplaat, bijvoorbeeld in elektronische autosystemen.
• Warmteopbouw door gebruik van de printplaat in een slecht geventileerde omgeving.

In plaats van te proberen te anticiperen waar warmtebronnen vandaan zullen komen, als er een kans is dat u uw PCB in een omgeving met hoge temperaturen gaat gebruiken, wilt u ervoor zorgen dat u circuitmaterialen gebruikt die zijn ontworpen om de effecten van hoge temperaturen te weerstaan, inclusief laminaat voor hoge temperaturen.

Wat zijn de waarschijnlijke situaties met hoge temperaturen voor printplaten?

Hoogfrequente circuits veroorzaken waarschijnlijk situaties met hoge temperaturen. Hoe meer vermogen je nodig hebt, hoe meer warmte je kunt verwachten. Situaties bij hoge temperaturen waarbij de optimale prestaties van de PCB behouden blijven onder een verscheidenheid aan potentieel stressvolle omstandigheden, zijn onder meer de lucht- en ruimtevaartindustrie en medische toepassingen. Falen in deze situaties onder zware omstandigheden kan catastrofaal zijn, dus het gebruik van de juiste materialen in de printplaat in het algemeen en voor het laminaat in het bijzonder is cruciaal.

Onthoud dat ervoor zorgen dat de CTE's op één lijn liggen tussen de laminaatmaterialen en andere printplaatmaterialen, een belangrijk element is bij het beschermen van uw PCB tegen de schadelijke effecten van thermische uitzetting.

Hoe kan ik mijn printplaten beschermen tegen hitte-effecten, naast het gebruik van de juiste laminaatmaterialen?

Zoals met alle problemen rond de kwaliteit en prestaties van printplaten, komt het allemaal neer op ontwerp. Bij het ontwerpen van uw printplaat is het belangrijk om niet alleen naar prestatiekenmerken in een vacuüm te kijken. Ontwerpers moeten zich afvragen hoe stabiel deze eigenschappen zijn onder temperatuur.

Als een PCB zich in een situatie met hoge temperaturen bevindt, moeten materialen die niet stabiel en betrouwbaar zijn bij hogere temperaturen worden overgeslagen voor degenen die dat wel zijn. Ontwerpers moeten zich ook bewust zijn van de RTI van een PCB-materiaal, of de relatieve thermische index. Deze maatstaf, vastgesteld door het Underwriters' Laboratory (UL), geeft de hoogste temperatuur aan waaraan een bepaald materiaal kan worden blootgesteld, zodat het de prestaties niet negatief beïnvloedt of de eigenschappen van het materiaal verandert.

Een andere beoordeling die ontwerpers moeten kennen, is de MOT, of maximale bedrijfstemperatuur, de hoogste temperatuur die een circuit in een specifieke PCB-configuratie aankan zonder significante negatieve effecten op de prestaties of eigenschappen van het materiaal. Over het algemeen kan het bij het ontwerpen en vervaardigen van printplaten het u later veel gemakkelijker maken om temperatuureffecten in het achterhoofd te houden.

Hoe kan ik meer te weten komen over thermische uitzetting, hoge-temperatuur laminaatmaterialen en PCB's?

Het juiste laminaat kan uw printplaat beschermen tegen extreme hitte, uitzetting vertragen, vervorming verminderen en ervoor zorgen dat uw circuits en circuitmaterialen de eigenschappen behouden die ze nodig hebben om effectief te functioneren. Millennium Circuits Limited is gespecialiseerd in het leveren van hoogwaardige printplaten voor een verscheidenheid aan toepassingen, zelfs toepassingen die plaatsvinden in situaties met hoge temperaturen.

Neem vandaag nog online contact op met MCL of bel ons op 717-558-5975 voor meer informatie over printplaten, de invloed van warmte op printplaten, laminaten, hoe laminaten PCB's beschermen tegen hitte en andere gevaren, of alles wat te maken heeft met de fabricage en het gebruik van printplaten. .