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PCB de alta temperatura

¿Qué es una PCB de alta temperatura?

Una PCB de alta temperatura es una PCB diseñada para soportar altas temperaturas. Estos PCB también se denominan PCB de alta Tg. Se utilizan para operaciones a alta temperatura.

Sin embargo, estos PCB requieren materiales especiales para soportar altas temperaturas de 150 a 170 °C.

Para cargas térmicas continuas, se debe seguir una regla general simple para PCB de alta temperatura a temperaturas de funcionamiento de aproximadamente 25 °C por debajo de Tg.

Por lo tanto, si su producto se encuentra en el rango de temperatura de 130 °C o superior, se recomienda utilizar material de alta Tg.

¿Cuáles son los criterios de selección de materiales para PCB de alta Tg?

Las consideraciones de material de PCB de alta Tg siguen una regla general simple. Según una regla general, si la temperatura de funcionamiento es unos 25 °C inferior a la temperatura de transición vítrea, el material de la placa de circuito impreso resistirá una carga térmica creciente. Esto significa que si la temperatura de operación esperada sube a 130 °C, la placa debe estar hecha de materiales de alta Tg. Al seleccionar materiales para PCB de alta temperatura, se deben considerar los siguientes factores.

  • Retardante de llama

  • Resistencia química

  • Baja formación de hollín

Hay varios materiales maduros adecuados para la fabricación de PCB de alta Tg.

¿Cuáles son los materiales utilizados para fabricar PCB de alta Tg?

Los materiales utilizados para fabricar PCB de alta Tg son materiales ignífugos. La resina epoxi de vidrio tiene propiedades ignífugas. Por lo tanto, se prefieren los polímeros y compuestos que contienen resinas epoxi para la fabricación de PCB de alta Tg.

Los materiales de alta Tg más comunes incluyen: ISOLA IS410, ISOLA IS420, ISOLA G200, SY-S1000-2, ITEQ IT-180A.

IS410

IS410 se basa en un sistema epoxi de alta Tg con una temperatura de transición vítrea nominal de 170 - 180 °C (DSC). Es adecuado para múltiples excursiones térmicas y ha superado la prueba de soldadura 6X a una temperatura de 288 °C. También es adecuado para soldadura sin plomo en la fabricación de PCB a alta temperatura.

IS420

IS420 es una temperatura de transición vítrea (Tg) de 170 °C de alto rendimiento FR-4 para aplicaciones de placas de cableado impresas (PWB) multicapa donde se requiere el máximo rendimiento térmico y confiabilidad. Los productos preimpregnados y laminados IS420 se fabrican con una exclusiva resina epoxi multifuncional de alto rendimiento, reforzada con tejido de vidrio de grado eléctrico (E-glass). Este sistema proporciona un rendimiento térmico mejorado y bajas tasas de expansión en comparación con el FR-4 tradicional mientras conserva la capacidad de procesamiento del FR-4.

G200

G200 es una combinación de resina epoxi y bismaleimida/triazina (BT). Ofrece alta resistencia térmica, alta resistencia mecánica y rendimiento eléctrico absoluto. Es adecuado para placas de cableado impresas de varias capas.

PCB de alta temperatura para aplicaciones de alta temperatura

Como todos sabemos, los diseñadores están exprimiendo más rendimiento de las placas de circuito impreso. La densidad de potencia está aumentando y las altas temperaturas resultantes pueden causar graves daños a los conductores y dieléctricos. La temperatura elevada, ya sea debido a pérdidas I2R o factores ambientales, afectará la resistencia térmica y la impedancia eléctrica, lo que dará como resultado un rendimiento inestable del sistema (incluso si no se trata de una falla total). La diferencia en la tasa de expansión térmica entre un conductor y un dieléctrico (una medida de la tendencia de un material a expandirse cuando se calienta y a contraerse cuando se enfría) puede causar estrés mecánico, lo que puede provocar grietas y fallas en las conexiones, especialmente cuando la placa de circuito se calienta y se enfría periódicamente. Si la temperatura es lo suficientemente alta, el dieléctrico puede perder completamente su integridad estructural, dejando las primeras fichas de dominó en problemas.

Los componentes de alta Tg se utilizan tanto en PCB rígidos como flexibles.

Los pcb rígidos de alta tg se utilizan en entornos hostiles; en otras palabras, aplicaciones y dispositivos con muchas vibraciones y golpes, temperaturas extremas o ciertos componentes químicos, como piezas de automóviles, el interior de misiles o motores a reacción.

Tg alta PCB flexibles están diseñados para soportar entornos más duros y temperaturas más altas que las placas de circuito impreso rígidas. Las placas de circuitos flexibles se utilizan en entornos e industrias como la electrónica de consumo, aeroespacial y militar, médica, automotriz, etc.

El material de alta Tg también es popular en LED Industria de la iluminación, porque la disipación del LED es más alta que la de los componentes electrónicos normales, pero la misma estructura de Tablero FR-4 es mucho más barato que el PCB de núcleo metálico, como PCB de aluminio.

Técnicas de disipación de calor de PCB y consideraciones de diseño

Cuando desee proteger la placa de circuito impreso de la alta temperatura del proceso de aplicación o la temperatura extrema del ensamblaje sin plomo, la PCB de alta Tg será muy importante, pero naturalmente querrá considerar una variedad de métodos para absorber la temperatura extrema. calor generado al mantenerse alejado de su aplicación electrónica en la placa de circuito.

Se deben considerar tres factores para disipar el alto calor generado por la interacción de los equipos electrónicos y las placas de circuito impreso: convección, conducción y radiación.

Resumiendo esto, las opciones de manejo de calor disponibles para un diseñador son reducir las densidades de energía, quitar o aislar la unidad de las fuentes de calor, proporcionar mecanismos de enfriamiento más potentes (por ejemplo, ventiladores más grandes, sistemas de enfriamiento líquido, etc.), aumentar el tamaño y accesibilidad de los disipadores de calor, use conductores más grandes o use materiales exóticos capaces de soportar temperaturas más altas. Todo esto tiene implicaciones para el costo, el tamaño y el peso del sistema total que deben tenerse en cuenta en las primeras etapas de diseño y desarrollo del concepto.

El diseño de PCB de alta temperatura requiere un alto grado de experiencia

Un punto Tg más alto equivale a un requisito de temperatura más alto durante el proceso de laminación, lo que afecta tanto a la placa de circuito impreso como a sus propiedades eléctricas. Debido a las condiciones especiales necesarias durante este proceso, se recomienda enfáticamente asociarse con expertos.

VictoryPCB es uno de los principales fabricantes de PCB en China. podemos ayudarlo a determinar si necesita placas de circuito impreso de alta temperatura y guiarlo en la elección de materiales y tecnologías específicas que pueden ser útiles para su aplicación. Si está realizando la transición a RoHS o simplemente necesita más información sobre los laminados de alta Tg, llámenos y estaremos encantados de ayudarle.



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