Escolhendo Laminados de PCI de Alta Temperatura para Desempenho Confiável

Por Que Escolher o Laminado Certo é Tão Importante

Escolher os materiais certos de laminado de PCI de alta temperatura pode ser crucial para sua operação. Se você vai usar suas placas de circuito impresso em situações de alta temperatura, laminados de PCI para alta temperatura são um requisito. Falhar em usar os materiais adequados de laminado de PCI para alta temperatura pode ser desastroso. Como? Continue lendo.

O Que Acontece Quando Placas de Circuito Aquecem?

Sabemos que é uma propriedade natural do calor causar expansão, e materiais de placa de circuito não são exceção. Os circuitos em uma placa de circuito são maquinaria delicada e precisam reter sua forma específica. Circuitos de micro-ondas e ondas milimétricas em particular têm características pequenas e delicadas. Se estas características são distorcidas por alto calor, elas poderiam falhar em funcionar. Outra expansão de material de circuito como resultado de alto calor pode mudar a forma de linhas de transmissão, mudar frequências e mudar impedância do condutor do valor padrão desejado de 50 Ohms.

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

Quais São Algumas Propriedades Importantes de Laminado Quando Se Trata de Proteger Placas de Circuito?

Propriedades importantes de laminado a considerar quando se trata de proteger placas de circuito, especialmente de situações de alta temperatura, incluem:

• Temperatura de Transição de Vidro (TG) – A mudança termodinâmica do polímero de rígido para macio
• Expansão no Eixo Z – A expansão física ao longo do eixo Z, expressa como porcentagem ou CTE, coeficiente de expansão térmica.
• Temperatura de Decomposição (TD) – Medição de perda de peso devido a degradação de resina por causa de alto calor. O ponto em que 5 por cento da massa é perdida para decomposição.
• Absorção de Umidade – Quão bem um material pode absorver umidade do ambiente.
• Tempo para Delaminação – Tempo que leva para delaminação ocorrer em uma dada temperatura.

O que é um CTE?

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

De Onde Vem o Calor em uma Situação de PCI de Alta Temperatura?

Outra razão pela qual laminados de alta temperatura são tão importantes quando trabalhando com PCIs é que calor potencialmente danoso pode vir de quase qualquer lugar, com efeitos imprevisíveis. Se você assume que calor não será um problema para suas PCIs, você pode estar para um despertar rude. Se você não está claro sobre exatamente de onde seus efeitos de calor potencialmente danosos podem estar vindo, algumas fontes de calor possíveis incluem:

• Calor criado por um componente montado na placa de circuito, como transistores de nitreto de gálio adicionados para aumentar níveis de potência de sistemas RF/micro-ondas.
• Calor gerado por um elemento externo à placa de circuito — por exemplo, em sistemas eletrônicos automotivos.
• Calor acumulado devido ao uso da placa de circuito em um ambiente inadequadamente ventilado.

Em vez de tentar antecipar de onde fontes de calor virão, se há qualquer chance que você usará sua PCI em um ambiente de alta temperatura, você quer garantir que está usando materiais de circuito projetados para resistir aos efeitos de alta temperatura, incluindo laminados de alta temperatura.

Quais São as Prováveis Situações de Alta Temperatura para Placas de Circuito Impresso?

Circuitos de alta frequência são propensos a produzir situações de alta temperatura. Quanto mais potência você precisa, mais calor você pode esperar. Situações de alta temperatura onde manter o desempenho ótimo da PCI sob uma variedade de condições potencialmente estressantes incluem a indústria aeroespacial e aplicações médicas. Falha nestas situações sob condições adversas pode ser catastrófica, então usar os materiais certos na placa de circuito em geral e para o laminado em particular é crucial.

Lembre-se, garantir que os CTEs se alinhem entre os materiais de laminado e outros materiais de placa de circuito é um elemento chave em proteger sua PCI dos efeitos danosos de expansão térmica.

Como Posso Proteger Minhas Placas de Circuito Dos Efeitos de Calor Além de Usar os Materiais Certos de Laminado?

Como com todos os assuntos envolvendo a qualidade e desempenho de placas de circuito impresso, tudo se resume a design. Ao projetar sua placa de circuito, é importante não apenas olhar para características de desempenho no vácuo. Designers devem se perguntar quão estáveis estas características são sob temperatura.

Se uma PCI vai estar em uma situação de alta temperatura, materiais que não são estáveis e confiáveis em temperaturas mais altas devem ser passados por cima em favor de uns que são. Designers também devem estar cientes do RTI de um material de PCI, ou índice térmico relativo. Esta medida, estabelecida pelo Underwriters' Laboratory (UL), indica a temperatura mais alta que você pode submeter um material particular para que não afete negativamente o desempenho ou mude as propriedades do material.

Outra classificação para designers conhecerem é a MOT, ou temperatura máxima de operação, que é a temperatura mais alta que um circuito em uma configuração de PCI específica pode lidar sem efeitos negativos significativos no desempenho ou propriedades do material. Em geral, ao projetar e fabricar placas de circuito impresso, manter efeitos de temperatura em mente desde o início pode tornar as coisas muito mais fáceis para você depois.

Como Posso Aprender Mais Sobre Expansão Térmica, Materiais de Laminado de Alta Temperatura e PCIs?

O laminado certo pode proteger sua placa de circuito impresso de calor extremo, desacelerando expansão, reduzindo distorção e permitindo que seus circuitos e materiais de circuito retenham as propriedades que precisam para funcionar efetivamente. A Millennium Circuits Limited especializa-se em entregar placas de circuito impresso de alta qualidade para atender uma variedade de aplicações, até mesmo aquelas que ocorrem em situações de alta temperatura.

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