Carte PCB élevée de l'or FR4 TG d'immersion avec le finissage extérieur sans plomb de HASL

Qu'est-ce qu'un PCB à haute Tg ?

Quels sont les avantages de l’utilisation d’une teneur élevée en PCB ?

Température de transition vitreuse (Tg)

Les propriétés thermiques du système de résine sont caractérisées par la température de transition vitreuse (Tg), qui est toujours exprimée en °C. La propriété la plus couramment utilisée est la dilatation thermique. En mesurant l’expansion en fonction de la température, nous pouvons obtenir une courbe comme le montre l’image suivante. La Tg est déterminée par l'intersection des tangentes des parties plates et raides de la courbe d'expansion. En dessous de la température de transition vitreuse, la résine époxy est rigide et vitreuse. Lorsque la température de transition vitreuse est dépassée, il passe à un état mou et caoutchouteux.

Pour les types de résine époxy les plus couramment utilisés (qualité FR-4), la température de transition vitreuse est comprise entre 115 et 130°C, donc lorsque la carte est soudée, la température de transition vitreuse est facilement dépassée. La carte se dilate dans la direction de l'axe Z et met sous tension le cuivre de la paroi du trou. L'expansion de la résine époxy est environ 15 à 20 fois supérieure à celle du cuivre lorsqu'elle dépasse la Tg. Cela implique un certain risque de fissuration des parois des trous métallisés, et plus il y a de résine autour de la paroi du trou, plus le risque est grand. En dessous de la température de transition vitreuse, le taux de dilatation entre l'époxy et le cuivre n'est que de trois fois, le risque de fissuration est donc ici négligeable.

Comme indiqué ci-dessus, lorsque la température d'un PCB à Tg élevée atteint une certaine zone, le substrat passe de « l'état caoutchouteux » à « l'état vitreux », la température à ce moment est appelée température de transition vitreuse (Tg) de la carte PCB. Autrement dit, Tg est la température maximale (°C) à laquelle le substrat reste rigide. En d'autres termes, les matériaux de substrat des PCB ordinaires non seulement se ramollissent, se déforment, fondent, etc. à des températures élevées, mais présentent également une forte baisse de leurs propriétés mécaniques et électriques (je ne pense pas que vous souhaitiez voir cela arriver à vos produits).

La Tg du panneau général est supérieure à 130 degrés Celsius, la Tg élevée est généralement supérieure à 170 degrés Celsius, la Tg moyenne est environ supérieure à 150 degrés Celsius. Les cartes PCB avec Tg ≥ 170 ° C sont généralement appelées PCB à Tg élevée.

Si la Tg d'un substrat est augmentée, alors les caractéristiques de résistance à la chaleur, de résistance à l'humidité, de résistance chimique et de résistance à la stabilité, etc., du PCB seront améliorées et renforcées. Plus la valeur Tg est élevée, meilleure est la résistance à la température du panneau, en particulier dans le procédé sans plomb. La Tg élevée est plus largement utilisée de nos jours.

Une Tg élevée fait référence à une résistance élevée à la chaleur. Avec le développement rapide de l'industrie électronique, en particulier le développement des produits électroniques représentés par les ordinateurs, la tendance à la haute fonctionnalité et à une haute résistance thermique multicouche et plus élevée du matériau du substrat PCB est requise comme une garantie importante. L'émergence et le développement de la technologie des boîtiers haute densité représentée par SMT, CMT, rend le PCB de plus en plus indissociable du support à haute résistance thermique dans les aspects des petits vias, des circuits fins et de la tendance à l'amincissement.

Par conséquent, les différences entre le FR-4 normal et le FR-4 avec une Tg élevée sont que la résistance mécanique, la stabilité dimensionnelle, l'adhésivité, l'absorption d'eau, la décomposition thermique, la dilatation thermique et d'autres conditions sont différentes en termes d'état thermique, en particulier lorsqu'elles sont chauffées après absorption d'humidité. Le produit à haute Tg est évidemment meilleur que les matériaux de substrat PCB ordinaires. Ces dernières années, les clients qui demandent des PCB à haute Tg ont augmenté d'année en année.