Di immersione alto TG PWB dell'oro FR4 con rifinitura di superficie senza piombo di HASL

Cos'è il PCB ad alta Tg?

Quali sono i vantaggi dell’utilizzo di PCB ad alto contenuto?

Temperatura di transizione vetrosa (Tg)

Le proprietà termiche del sistema resina sono caratterizzate dalla temperatura di transizione vetrosa (Tg), che è sempre espressa in °C. La proprietà più comunemente utilizzata è la dilatazione termica. Quando misuriamo l'espansione rispetto alla temperatura, possiamo ottenere una curva come mostrato nella figura seguente. La Tg è determinata dall'intersezione delle tangenti delle parti piane e ripide della curva di espansione. Al di sotto della temperatura di transizione vetrosa, la resina epossidica è rigida e vetrosa. Quando viene superata la temperatura di transizione vetrosa, passa ad uno stato morbido e gommoso.

Per i tipi di resina epossidica più comunemente utilizzati (grado FR-4), la temperatura di transizione vetrosa è compresa tra 115 e 130°C, quindi quando la scheda viene saldata, la temperatura di transizione vetrosa viene facilmente superata. La scheda si espande nella direzione dell'asse Z e sollecita il rame della parete del foro. L'espansione della resina epossidica è circa 15-20 volte maggiore di quella del rame quando si supera la Tg. Ciò implica un certo rischio di fessurazione della parete nei fori passanti placcati e maggiore è la quantità di resina attorno alla parete del foro, maggiore è il rischio. Al di sotto della temperatura di transizione vetrosa, il rapporto di espansione tra resina epossidica e rame è solo tre volte, quindi qui il rischio di fessurazione è trascurabile.

Come accennato in precedenza, quando la temperatura di un PCB ad alta Tg sale ad una certa area, il substrato passerà dallo "stato gommoso" allo "stato vetroso", la temperatura in questo momento è chiamata temperatura di transizione vetrosa (Tg) della scheda PCB. Cioè, Tg è la temperatura massima (°C) alla quale il substrato rimane rigido. In altre parole, i materiali del substrato dei normali PCB non solo si ammorbidiscono, si deformano, fondono e così via alle alte temperature, ma presentano anche un forte calo delle proprietà meccaniche ed elettriche (non credo che tu sia disposto a vedere ciò accadere ai tuoi prodotti).

La Tg generale è superiore a 130 gradi centigradi, la Tg alta è generalmente superiore a 170 gradi centigradi, la Tg media è circa maggiore di 150 gradi centigradi. Le schede PCB con Tg ≥ 170°C sono solitamente chiamate PCB ad alta Tg.

Se la Tg di un substrato viene aumentata, le caratteristiche di resistenza al calore, resistenza all'umidità, resistenza chimica e resistenza alla stabilità ecc. del PCB verranno migliorate e potenziate. Più alto è il valore Tg, migliore è la resistenza alla temperatura del pannello, soprattutto nel processo senza piombo. Al giorno d'oggi è più ampiamente utilizzata la Tg alta.

L'alta Tg si riferisce all'elevata resistenza al calore. Con il rapido sviluppo dell'industria elettronica, in particolare lo sviluppo dei prodotti elettronici rappresentati dai computer verso la tendenza all'alta funzionalità e all'alto multistrato, una maggiore resistenza al calore del materiale del substrato PCB è richiesta come un'importante garanzia. L'emergere e lo sviluppo della tecnologia dei pacchetti ad alta densità rappresentata da SMT, CMT, rende il PCB sempre più inseparabile dal supporto ad alta resistenza al calore in aspetti di piccoli via, circuiti sottili e tendenza al diradamento.

Pertanto, le differenze tra FR-4 normale e FR-4 con Tg elevata sono che la resistenza meccanica, la stabilità dimensionale, l'adesività, l'assorbimento d'acqua, la decomposizione termica, l'espansione termica e altre condizioni sono diverse nello stato termico, in particolare quando vengono riscaldati dopo l'assorbimento di umidità. Il prodotto ad alta Tg è ovviamente migliore dei normali materiali di substrato per PCB. Negli ultimi anni i clienti che richiedono PCB ad alta Tg sono aumentati di anno in anno.