Tasarım ve imalatındabaskılı devre kartlarıTG değeri devre kartının performansında ve güvenilirliğinde belirleyici rol oynayan önemli bir parametredir. Uygun TG değerinin nasıl doğru şekilde seçileceğini anlamak, istikrarlı çalışmayı sağlamak ve elektronik ürünlerin servis ömrünü uzatmak için çok önemlidir.
1, TG değerini anlayın
Camsı geçiş sıcaklığı olarak da bilinen TG değeri, amorf polimerlerin (kristalin polimerlerin amorf kısmı dahil) camsı ve kauçuksu durumlar arasında geçiş yaptığı sıcaklığı ifade eder. Devre kartlarının alt katmanı için, sıcaklık TG değerinin altında olduğunda, alt katman iyi mekanik özelliklere ve boyutsal stabiliteye sahip sert camsı bir durumdadır; Sıcaklık TG değerini aştığında, alt tabaka yavaş yavaş yumuşak kauçuk durumuna dönüşür ve mekanik özellikleri azalır, boyutsal kararlılık bozulur ve deformasyon ve delaminasyon gibi sorunlar ortaya çıkabilir, bu da devre kartının elektriksel performansını ve güvenilirliğini ciddi şekilde etkiler.
2, Farklı uygulama senaryolarında TG değerlerine yönelik gereksinimler
Tüketici elektroniği ürünleri: Akıllı telefonlar, tabletler vb. gibi yaygın tüketici elektroniği ürünleri, çalışma sırasında nispeten sınırlı ısı üretir. Talebi karşılamak için genellikle TG değerleri 130 derece ile 150 derece arasında olan sıradan FR-4 levhalar kullanılabilir. Bu tip kartın maliyeti daha düşüktür ve devre kartının normal sıcaklık koşullarında kararlı çalışmasını sağlayabilir. Akıllı telefonları örnek alırsak, çiplerin ve iç devre kartlarındaki diğer bileşenlerin normal kullanım sırasında ürettiği ısı, ısı dağıtma tasarımı sayesinde belirli bir aralıkta kontrol edilebiliyor ve normal TG değerine sahip bir devre kartı bununla başa çıkmak için yeterli oluyor.
Endüstriyel kontrol ekipmanları: Endüstriyel ortamlar genellikle karmaşıktır ve ekipmanlar yüksek sıcaklık ve yüksek nem gibi zorlu koşullarla karşı karşıya kalabilir ve uzun süre boyunca sürekli olarak çalışabilir. Bu nedenle endüstriyel kontrol ekipmanının devre kartının daha yüksek stabiliteye ve güvenilirliğe sahip olması gerekir. Genellikle 150 dereceden 170 dereceye kadar değişen TG değerlerine sahip orta ila yüksek TG levhaların kullanılması tavsiye edilir. Örneğin, otomatik bir üretim hattının kontrol ekipmanında, ekipmanın uzun süre sürekli çalışması nedeniyle devre kartı ısınmaya devam edecektir. Daha yüksek TG değerlerine sahip plakalar, yüksek sıcaklığın etkisine etkili bir şekilde direnebilir, ekipmanın kararlı çalışmasını sağlayabilir ve arıza olasılığını azaltabilir.
Otomotiv elektroniği alanında, otomotiv elektronik cihazlarının yalnızca çalışma sırasında motor bölmesi gibi yüksek{0}}sıcaklık alanlarındaki yüksek sıcaklıklara dayanması gerekmiyor, aynı zamanda aracın çalışması sırasında titreşimler, darbeler ve şiddetli sıcaklık değişiklikleriyle de başa çıkması gerekiyor. Özellikle motor kontrol üniteleri ve araç şarj cihazları gibi önemli bileşenlerin devre kartları son derece yüksek güvenilirlik gerektirir. Bu tür uygulamalar genellikle 170 derecenin üzerinde TG değerlerine sahip yüksek TG levhaları gerektirir ve hatta bazı ileri teknoloji uygulamalar bile 200 dereceyi aşan TG değerlerine sahip özel malzemeler kullanabilir. Örneğin, bir arabanın motor bölmesindeki ECU devre kartı, yüksek sıcaklıktaki çalışma koşulları altında istikrarlı elektriksel ve mekanik performansı koruyarak, araba motorunun hassas kontrolünü ve güvenilir çalışmasını sağlayabilir.
Havacılık ve askeri ürünler: Bu alanlar, ürün güvenilirliği ve stabilitesi açısından son derece yüksek gereksinimlere ulaşmış durumdadır ve herhangi bir küçük arıza, ciddi sonuçlara yol açabilir. Devre kartlarının aşırı sıcaklıklar ve güçlü titreşimler gibi zorlu ortamlarda yüksek performansı koruması gerekir. Bu nedenle, havacılık ve askeri ürünlerde genellikle, TG değerleri sıradan organik kartlardan çok daha yüksek olan seramik alt tabakalar gibi son derece yüksek TG değerlerine sahip özel malzemeler kullanılır; bu, devre kartlarının çeşitli performans göstergelerinin zorlu ortamlardan etkilenmemesini ve karmaşık ortamlarda ekipmanın güvenilir şekilde çalışmasını sağlar.
3, TG değerlerini seçerken dikkate alınması gereken faktörler
Çalışma sıcaklığı aralığı: Öncelikle devre kartının fiili çalışma sırasında karşılaşabileceği maksimum sıcaklığın netleştirilmesi gerekir. Bu, dahili ısıtma elemanları, ısı dağıtım tasarımı ve ekipmanın kullanıldığı ortam sıcaklığı gibi faktörlerin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. Örneğin, yüksek sıcaklıktaki bir ortamda çalışan endüstriyel bir fırının kontrol devre kartı-100 dereceye yakın veya hatta daha yüksek bir çalışma sıcaklığına sahip olabilir. Bu durumda bu sıcaklığa dayanabilecek ve belli bir marjı olan TG değeri yüksek bir kart seçmek gerekir.
Bileşen gücü ve ısı üretimi: Devre kartındaki farklı bileşenlerin güç ve ısı üretimi farklılık gösterir. Yüksek-güçlü çipler, güç dirençleri vb. gibi yüksek güce ve önemli miktarda ısı üretimine sahip bileşenler için, çevredeki devre kartı alanındaki sıcaklık önemli ölçüde artacaktır. Bu alanlarda devre kartının yerel aşırı ısınmadan dolayı performansının düşmesini önlemek için daha yüksek TG değerlerine sahip kartlar seçilmelidir. Örneğin, bir bilgisayar güç kaynağındaki devre kartı, çalışma sırasında dahili güç bileşenleri tarafından üretilen büyük miktarda ısı nedeniyle devrenin kararlı çalışmasını sağlamak için yüksek TG değerli kartların kullanılmasını gerektirir.
Servis ömrü gereksinimleri: Ürünün servis ömrü beklentisi yüksekse uygun TG değerinin seçilmesi özellikle önemlidir. Uzun-süreli kullanım sırasında, çalışma sıcaklığı TG değerini aşmasa bile sürekli yüksek sıcaklıktaki ortam, devre kartı alt katmanını giderek eskitebilir ve performansını düşürebilir. Daha yüksek bir TG değeri, alt tabakanın eskime hızını yavaşlatabilir ve devre kartının hizmet ömrünü uzatabilir. Örneğin, akıllı sayaçlar gibi uzun süreli istikrarlı çalışma gerektiren cihazların, uzun yıllar boyunca istikrarlı bir performans sağlamak için devre kartları için yüksek-değerli kartlar kullanması gerekir.
Maliyet sınırlaması: Genel olarak konuşursak, kartın TG değeri ne kadar yüksek olursa maliyeti de o kadar yüksek olur. TG değerlerini seçerken performans gereksinimlerini karşılarken maliyet faktörlerini de kapsamlı bir şekilde dikkate almak gerekir. Maliyete duyarlı ve nispeten düşük performans gereksinimlerine sahip bazı tüketici elektroniği ürünleri için, temel güvenilirliği sağlarken maliyetleri kontrol etmek amacıyla daha düşük TG değerli kartlar seçilebilir. Ancak tıbbi ekipman, otomotiv elektroniği vb. gibi temel uygulama alanları için, yalnızca maliyete odaklanmak yerine, performans ve güvenilirliğin sağlanmasına ve uygun TG değer panolarının makul bir şekilde seçilmesine öncelik verilmelidir.
4, TG Değerinin Test Edilmesi ve Doğrulanması
Termal analiz yöntemi: Yaygın olarak kullanılan diferansiyel taramalı kalorimetre, devre kartı alt katmanının TG değerini doğru bir şekilde ölçebilir. Numuneyi belirli bir ısıtma hızında ısıtarak ve termal değişimlerini kaydederek, sıcaklık camsı geçiş sıcaklığına ulaştığında DSC eğrisi, TG değerini belirleyebilecek önemli bir taban çizgisi kayması gösterecektir. Modülasyon taramalı kalorimetri, senkron diferansiyel kalorimetri ve diğer yöntemler aynı zamanda TG değerlerini doğru bir şekilde belirleyebilir ve bu da cam geçiş süreci sırasında malzemelerin değişen derecelerdeki termal performans değişikliklerini daha doğru bir şekilde analiz edebilir.
Gerçek ortam simülasyon testi: Laboratuvardaki termal analiz testlerine ek olarak, devre kartının gerçek çalışma ortamı simüle edilerek test ve doğrulama da yapılabilir. Örneğin, hazırlanan devre kartı örneğini yüksek-sıcaklıklı bir test odasına yerleştirmek, önceden belirlenmiş bir sıcaklık eğrisine göre ısıtmak, elektriksel ve mekanik özellikler de dahil olmak üzere devre kartının farklı sıcaklıklardaki performans değişikliklerini gözlemlemek ve seçilen TG değerinin pratik uygulama gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını doğrulamak için deformasyon, katmanlara ayrılma, kısa devre ve diğer sorunları kontrol etmek. Otomotiv elektroniği alanında devre kartı örnekleri, karmaşık pratik çalışma koşulları altında devre kartının güvenilirliğini kapsamlı bir şekilde değerlendirmek için yüksek sıcaklık, titreşim, nem vb. gibi birçok faktörü içeren kapsamlı çevresel simülasyon testlerine tabi tutulur.