Stratifiés PCB haute température

Pourquoi choisir le bon stratifié est si important

Choisir les bons matériaux stratifiés pour circuits imprimés à haute température peut être crucial pour votre exploitation. Si vous allez utiliser vos cartes de circuits imprimés dans des situations à haute température, les stratifiés PCB pour haute température sont une exigence. Ne pas utiliser les matériaux de stratifié PCB appropriés pour les hautes températures peut être désastreux. Comment? Continuez à lire.

Que se passe-t-il lorsque les circuits imprimés chauffent ?

Nous savons que c'est une propriété naturelle de la chaleur de provoquer l'expansion des choses, et les matériaux des circuits imprimés ne font pas exception. Les circuits d'un circuit imprimé sont des machines délicates et doivent conserver leur forme spécifique. Les circuits à micro-ondes et à ondes millimétriques en particulier ont des caractéristiques petites et délicates. Si ces caractéristiques sont déformées par une chaleur élevée, elles pourraient ne pas fonctionner. D'autres dilatations de matériaux de circuit dues à une chaleur élevée peuvent modifier la forme des lignes de transmission, décaler les fréquences et modifier l'impédance du conducteur par rapport à la valeur standard souhaitée de 50 Ohms.

L'oxydation peut également être un problème. Bien que le matériau diélectrique recouvert de votre stratifié de cuivre offre une protection contre les effets de l'oxydation, le matériau diélectrique exposé ne l'est pas. Si ce matériau est sensible à l'oxydation, vous pourriez avoir un problème à des températures plus élevées, qui ont tendance à accélérer l'oxydation. Le résultat peut être une plus grande perte de lignes de transmission et un facteur de dissipation plus important.

Quelles sont les propriétés importantes des stratifiés lorsqu'il s'agit de protéger les circuits imprimés ?

Les propriétés importantes du stratifié à prendre en compte lorsqu'il s'agit de protéger les cartes de circuits imprimés, en particulier contre les situations à haute température, incluent :

• Température de transition vitreuse (TG ) – Le passage thermodynamique du polymère de rigide à souple
• Extension de l'axe Z – La dilatation physique le long de l'axe Z, exprimée en pourcentage ou CTE, coefficient de dilatation thermique.
• Température de décomposition (TD) – Mesure de la perte de poids due à la dégradation de la résine due à une chaleur élevée. Point auquel 5 % de la masse est perdue par décomposition.
• Absorption d'humidité – Dans quelle mesure un matériau peut absorber l'humidité de l'environnement.
• Délai de délaminage – Temps nécessaire pour que le délaminage se produise à une température donnée.

Qu'est-ce qu'un CTE ?

Le CTE, ou coefficient de dilatation thermique, est une mesure de la quantité de dilatation que des températures plus élevées provoquent pour un matériau, exprimée en parties par million (PPM) selon l'échelle Celsius. L'objectif est d'avoir un CTE pour les couches diélectriques de vos cartes de circuits imprimés avec une valeur similaire à celle du cuivre laminé sur ces couches. De cette façon, ils se dilatent ensemble de manière uniforme, plutôt que de se tirer les uns contre les autres.

D'où vient la chaleur dans une situation de PCB à haute température ?

Une autre raison pour laquelle les stratifiés à haute température sont si importants lorsque vous travaillez avec des PCB est que la chaleur potentiellement dommageable peut provenir de presque n'importe où, avec des effets imprévisibles. Si vous supposez que la chaleur ne sera pas un problème pour vos PCB, vous pourriez avoir un réveil brutal. Si vous ne savez pas exactement d'où peuvent provenir vos effets de chaleur potentiellement dommageables, voici quelques sources de chaleur possibles :

• Chaleur créée par un composant monté sur le circuit imprimé, tel que des transistors en nitrure de gallium ajoutés pour augmenter les niveaux de puissance des systèmes RF/micro-ondes.
• Chaleur générée par un élément externe au circuit imprimé, par exemple dans les systèmes électroniques automobiles
• La chaleur s'est accumulée en raison de l'utilisation de la carte de circuit imprimé dans un environnement mal ventilé.

Plutôt que d'essayer d'anticiper d'où proviendront les sources de chaleur, s'il y a une chance que vous utilisiez votre PCB dans un environnement à haute température, vous voulez vous assurer que vous utilisez des matériaux de circuit conçus pour résister aux effets des hautes températures, y compris stratifiés haute température.

Quelles sont les situations de températures élevées probables pour les cartes de circuits imprimés ?

Les circuits à haute fréquence sont susceptibles de produire des situations à haute température. Plus vous avez besoin de puissance, plus vous pouvez vous attendre à de la chaleur. Les situations à haute température où le maintien des performances optimales du PCB dans diverses conditions potentiellement stressantes incluent l'industrie aérospatiale et les applications médicales. L'échec dans ces situations dans des conditions difficiles peut être catastrophique, il est donc crucial d'utiliser les bons matériaux dans le circuit imprimé en général et pour le stratifié en particulier.

N'oubliez pas que s'assurer que les CTE s'alignent entre les matériaux stratifiés et les autres matériaux de la carte de circuit imprimé est un élément clé pour protéger votre PCB des effets néfastes de la dilatation thermique.

Comment puis-je protéger mes circuits imprimés contre les effets de la chaleur en plus d'utiliser les bons matériaux stratifiés ?

Comme pour tous les problèmes liés à la qualité et aux performances des cartes de circuits imprimés, tout dépend de la conception. Lors de la conception de votre circuit imprimé, il est important de ne pas simplement regarder les caractéristiques de performance dans le vide. Les concepteurs doivent s'interroger sur la stabilité de ces caractéristiques en température.

Si un PCB va être dans une situation à haute température, les matériaux qui ne sont pas stables et fiables à des températures plus élevées doivent être ignorés pour ceux qui le sont. Les concepteurs doivent également être conscients du RTI ou de l'indice thermique relatif d'un matériau PCB. Cette mesure, établie par l'Underwriters' Laboratory (UL), indique la température la plus élevée à laquelle vous pouvez soumettre un matériau particulier afin qu'elle n'affecte pas négativement les performances ou ne modifie pas les propriétés du matériau.

Une autre cote que les concepteurs doivent connaître est le MOT, ou température de fonctionnement maximale, qui est la température la plus élevée qu'un circuit dans une configuration de PCB spécifique peut supporter sans effets négatifs significatifs sur les performances ou les propriétés du matériau. En général, lors de la conception et de la fabrication de cartes de circuits imprimés, garder à l'esprit les effets de la température dès le départ peut vous faciliter la tâche plus tard.

Comment puis-je en savoir plus sur la dilatation thermique, les matériaux stratifiés à haute température et les PCB ?

Le bon stratifié peut protéger votre carte de circuit imprimé de la chaleur extrême, ralentir l'expansion, réduire la distorsion et permettre à vos circuits et matériaux de circuit de conserver les propriétés dont ils ont besoin pour fonctionner efficacement. Millennium Circuits Limited est spécialisé dans la fourniture de cartes de circuits imprimés de haute qualité adaptées à une variété d'applications, même celles qui se déroulent dans des situations à haute température.

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