Laminados de PCB de alta temperatura

Por que escolher o laminado certo é tão importante

Escolher os materiais laminados certos para PCB de alta temperatura pode ser crucial para sua operação. Se você for usar suas placas de circuito impresso em situações de alta temperatura, os laminados de PCB para alta temperatura são um requisito. Deixar de usar os materiais laminados de PCB adequados para altas temperaturas pode ser desastroso. Como? Leia.

O que acontece quando as placas de circuito aquecem?

Sabemos que é uma propriedade natural do calor fazer com que as coisas se expandam, e os materiais das placas de circuito não são exceção. Os circuitos em uma placa de circuito são máquinas delicadas e precisam manter sua forma específica. Os circuitos de micro-ondas e de ondas milimétricas, em particular, têm características pequenas e delicadas. Se esses recursos forem distorcidos pelo calor elevado, eles podem deixar de funcionar. Outras expansões do material do circuito como resultado do alto calor podem alterar a forma das linhas de transmissão, alterar as frequências e alterar a impedância do condutor do valor padrão desejado de 50 Ohms.

A oxidação também pode ser uma preocupação. Enquanto o material dielétrico coberto por seu laminado de cobre tem proteção contra os efeitos da oxidação, o material dielétrico exposto não. Se este material for suscetível à oxidação, você pode ter um problema em temperaturas mais altas, que tendem a acelerar a oxidação. O resultado pode ser uma maior perda de linhas de transmissão e um maior fator de dissipação.

Quais são algumas propriedades importantes do laminado quando se trata de proteger placas de circuito?

Propriedades importantes do laminado a serem consideradas quando se trata de proteger placas de circuito, especialmente em situações de alta temperatura, incluem:

• Temperatura de transição vítrea (TG ) – A mudança termodinâmica do polímero de rígido para macio
• Expansão do eixo Z – A expansão física ao longo do eixo Z, expressa em porcentagem ou CTE, coeficiente de expansão térmica.
• Temperatura de decomposição (TD) – Medição da perda de peso devido à degradação da resina devido ao alto calor. O ponto em que 5% da massa é perdida para decomposição.
• Absorção de umidade – Quão bem um material pode absorver a umidade do ambiente.
• Tempo para delaminação – Tempo que leva para ocorrer a delaminação a uma determinada temperatura.

O que é um CTE?

O CTE, ou coeficiente de expansão térmica, é uma medida de quanta expansão temperaturas mais altas causam um material, expresso em partes por milhão (PPM) de acordo com a escala Celsius. O objetivo é ter um CTE para as camadas dielétricas de suas placas de circuito impresso com valor semelhante ao do cobre laminado a essas camadas. Dessa forma, eles se expandem juntos de maneira uniforme, em vez de puxar um contra o outro.

De onde vem o calor em uma situação de alta temperatura de PCB?

Outra razão pela qual os laminados de alta temperatura são tão importantes ao trabalhar com PCBs é que o calor potencialmente prejudicial pode vir de quase qualquer lugar, com efeitos imprevisíveis. Se você assumir que o calor não será um problema para seus PCBs, você pode ter um despertar rude. Se você não souber exatamente de onde seus efeitos de calor potencialmente prejudiciais podem estar vindo, algumas possíveis fontes de calor incluem:

• Calor criado por um componente montado na placa de circuito, como transistores de nitreto de gálio adicionados para aumentar os níveis de potência de sistemas de RF/microondas.
• Calor gerado por um elemento externo à placa de circuito, por exemplo, em sistemas eletrônicos automotivos.
• Acumulação de calor devido ao uso da placa de circuito em um ambiente com ventilação inadequada.

Em vez de tentar antecipar de onde virão as fontes de calor, se houver alguma chance de você usar sua PCB em um ambiente de alta temperatura, certifique-se de usar materiais de circuito projetados para resistir aos efeitos da alta temperatura, incluindo laminados de alta temperatura.

Quais são as prováveis ​​situações de alta temperatura para placas de circuito impresso?

Os circuitos de alta frequência provavelmente produzirão situações de alta temperatura. Quanto mais energia você precisa, mais calor você pode esperar. Situações de alta temperatura em que a manutenção do desempenho ideal do PCB sob uma variedade de condições potencialmente estressantes incluem a indústria aeroespacial e aplicações médicas. Falhas nessas situações sob condições adversas podem ser catastróficas, portanto, usar os materiais certos na placa de circuito em geral e no laminado em particular é crucial.

Lembre-se, certificar-se de que os CTEs estejam alinhados entre os materiais laminados e outros materiais da placa de circuito é um elemento-chave para proteger sua PCB dos efeitos prejudiciais da expansão térmica.

Como posso proteger minhas placas de circuito dos efeitos do calor além de usar os materiais laminados certos?

Tal como acontece com todas as questões que envolvem a qualidade e o desempenho das placas de circuito impresso, tudo se resume ao design. Ao projetar sua placa de circuito, é importante não apenas olhar para as características de desempenho no vácuo. Os projetistas devem se perguntar quão estáveis ​​são essas características sob temperatura.

Se um PCB estiver em uma situação de alta temperatura, os materiais que não são estáveis ​​e confiáveis ​​em temperaturas mais altas devem ser substituídos por aqueles que são. Os projetistas também devem estar cientes do RTI de um material PCB, ou índice térmico relativo. Essa medida, estabelecida pelo Underwriters’ Laboratory (UL), indica a temperatura mais alta a que você pode submeter um determinado material para que ele não afete negativamente o desempenho ou altere as propriedades do material.

Outra classificação para os projetistas conhecerem é o MOT, ou temperatura máxima de operação, que é a temperatura mais alta que um circuito em uma configuração específica de PCB pode suportar sem efeitos negativos significativos no desempenho ou nas propriedades do material. Em geral, ao projetar e fabricar placas de circuito impresso, manter os efeitos da temperatura em mente desde o início pode facilitar muito as coisas mais tarde.

Como posso saber mais sobre expansão térmica, materiais laminados de alta temperatura e PCBs?

O laminado certo pode proteger sua placa de circuito impresso do calor extremo, retardando a expansão, reduzindo a distorção e permitindo que seus circuitos e materiais de circuito retenham as propriedades de que precisam para funcionar de forma eficaz. A Millennium Circuits Limited é especializada no fornecimento de placas de circuito impresso de alta qualidade para atender a uma variedade de aplicações, mesmo aquelas que ocorrem em situações de alta temperatura.

Para saber mais sobre placas de circuito impresso, como o calor afeta placas de circuito impresso, laminados, como os laminados protegem PCBs do calor e outros perigos, ou qualquer coisa relacionada à fabricação e uso de PCBs, entre em contato com a MCL online hoje ou ligue para 717-558-5975 .