Projekteerimisel ja valmistamiseltrükkplaadid, TG väärtus on võtmeparameeter, mis mängib trükkplaadi jõudluses ja töökindluses otsustavat rolli. Õige TG väärtuse õige valimise mõistmine on elektroonikatoodete stabiilse töö tagamiseks ja eluea pikendamiseks ülioluline.
1, mõista TG väärtust
TG väärtus, mida tuntakse ka klaasistumistemperatuurina, viitab temperatuurile, mille juures amorfsed polümeerid (kaasa arvatud kristalsete polümeeride amorfne osa) lähevad üle klaasja ja kummise oleku vahel. Trükkplaatide substraadi puhul, kui temperatuur on alla TG väärtuse, on substraat kõvas klaasjas olekus, millel on head mehaanilised omadused ja mõõtmete stabiilsus; Kui temperatuur ületab TG väärtust, muutub substraat järk-järgult pehme kummi olekusse ja selle mehaanilised omadused vähenevad, mõõtmete stabiilsus halveneb ning võivad tekkida sellised probleemid nagu deformatsioon ja delaminatsioon, mis mõjutavad tõsiselt trükkplaadi elektrilist jõudlust ja töökindlust.
2, TG väärtuste nõuded erinevates rakendusstsenaariumides
Tarbeelektroonikatooted: tavalised tarbeelektroonikatooted, nagu nutitelefonid, tahvelarvutid jne, tekitavad töötamise ajal suhteliselt vähe soojust. Üldjuhul saab nõudluse rahuldamiseks kasutada tavalisi FR-4 plaate, mille TG väärtused on vahemikus 130 kuni 150 kraadi. Seda tüüpi plaadid on odavamad ja tagavad trükkplaadi stabiilse töö normaalsetes temperatuuritingimustes. Kui võtta näiteks nutitelefonid, siis nende sisemiste trükkplaatide kiipide ja muude komponentide poolt tavakasutusel tekkivat soojust saab soojuse hajumise konstruktsiooni kaudu teatud vahemikus kontrollida ja sellega toimetulemiseks piisab normaalse TG väärtusega trükkplaadist.
Tööstuslikud juhtimisseadmed: Tööstuskeskkond on tavaliselt keeruline ja seadmed võivad kokku puutuda karmides tingimustes, nagu kõrge temperatuur ja kõrge õhuniiskus, ning töötada pidevalt pikka aega. Seetõttu peab tööstuslike juhtimisseadmete trükkplaadil olema suurem stabiilsus ja töökindlus. Üldiselt on soovitatav kasutada keskmise kuni kõrge TG lehti, mille TG väärtused jäävad vahemikku 150 kuni 170 kraadi. Näiteks automatiseeritud tootmisliini juhtimisseadmetes jätkub seadmete pikaajalise pideva töö tõttu trükkplaadi soojenemine. Kõrgema TG väärtusega plaadid suudavad tõhusalt vastu pidada kõrge temperatuuri mõjule, tagada seadmete stabiilse töö ja vähendada rikke tõenäosust.
Autoelektroonika valdkonnas ei pea autode elektroonikaseadmed mitte ainult taluma kõrget temperatuuri{0}}kõrge temperatuuriga piirkondades, nagu mootoriruum töötamise ajal, vaid peavad taluma ka vibratsiooni, lööke ja drastilisi temperatuurimuutusi sõiduki töötamise ajal. Eriti suurt töökindlust nõuavad selliste võtmekomponentide trükkplaadid nagu mootori juhtplokid ja autolaadijad. Sellised rakendused nõuavad sageli kõrgeid TG-lehti, mille TG väärtused on üle 170 kraadi, ja isegi mõned tipptasemel-rakendused võivad kasutada spetsiaalseid materjale, mille TG väärtused ületavad 200 kraadi. Näiteks auto mootoriruumis olev ECU trükkplaat suudab kõrgel temperatuuril töötingimustes säilitada stabiilse elektrilise ja mehaanilise jõudluse, tagades auto mootori täpse juhtimise ja usaldusväärse töö.
Lennundus- ja sõjalised tooted: need valdkonnad on saavutanud toote töökindluse ja stabiilsuse äärmuslikud nõuded ning iga väiksemgi rike võib põhjustada tõsiseid tagajärgi. Trükkplaadid peavad säilitama kõrge jõudluse karmides keskkondades, nagu äärmuslikud temperatuurid ja tugev vibratsioon. Seetõttu kasutatakse kosmose- ja sõjalistes toodetes tavaliselt ülikõrgete TG-väärtustega spetsiaalseid materjale, näiteks keraamilisi substraate, mille TG väärtused on palju kõrgemad kui tavalistel orgaanilistel plaatidel, mis võib tagada, et trükkplaatide erinevad jõudlusnäitajad ei muutu karmides keskkondades ning tagada seadmete töökindel töö keerulistes keskkondades.
3, tegurid, mida tuleb TG väärtuste valimisel arvesse võtta
Töötemperatuuri vahemik: Esiteks on vaja selgitada maksimaalne temperatuur, millega trükkplaat võib tegeliku töötamise ajal kokku puutuda. See nõuab selliste tegurite põhjalikku arvessevõtmist nagu sisemised kütteelemendid, soojuse hajumise disain ja ümbritseva õhu temperatuur, milles seadet kasutatakse. Näiteks võib kõrge temperatuuriga keskkonnas töötava tööstusliku ahju juhtplaadi töötemperatuur olla 100 kraadi lähedal või isegi kõrgem. Sel juhul on vaja valida kõrge TG väärtusega plaat, mis talub seda temperatuuri ja millel on teatud varu.
Komponentide võimsuse ja soojuse tootmine: trükkplaadi erinevate komponentide võimsuse ja soojuse tootmine on erinev. Suure võimsusega ja märkimisväärselt soojust tekitavate komponentide (nt suure võimsusega-kiibid, toitetakistid jne) puhul tõuseb ümbritseva trükkplaadi temperatuur märkimisväärselt. Nendes piirkondades tuleks valida kõrgema TG väärtusega plaadid, et vältida trükkplaadi jõudluse halvenemist kohaliku ülekuumenemise tõttu. Näiteks arvuti toiteallikas olev trükkplaat nõuab kõrge TG väärtusega plaatide kasutamist, et tagada ahela stabiilne töö, kuna töö käigus tekivad sisemised toitekomponendid suurel hulgal soojust.
Kasutusea nõuded: Kui toote kasutusiga on kõrge, on eriti oluline valida sobiv TG väärtus. Pikaajalisel kasutamisel, isegi kui töötemperatuur ei ületa TG väärtust, võib pidev kõrge temperatuuriga keskkond järk-järgult vanandada trükkplaadi substraati ja vähendada selle jõudlust. Kõrgem TG väärtus võib aeglustada substraadi vananemiskiirust ja pikendada trükkplaadi kasutusiga. Näiteks seadmed, nagu nutikad arvestid, mis nõuavad pikaajalist stabiilset-talitlust, peaksid oma trükkplaatidena kasutama kõrge TG väärtusega plaate, et tagada stabiilne jõudlus paljude aastate jooksul.
Kulude piirang: Üldiselt võib öelda, et mida kõrgem on plaadi TG väärtus, seda suurem on selle maksumus. TG väärtuste valimisel tuleb jõudlusnõuete täitmisel arvestada kuluteguritega igakülgselt. Mõnede kulutundlike ja suhteliselt madalate jõudlusnõuetega olmeelektroonikatoodete puhul saab kulude kontrollimiseks valida madalama TG väärtusega tahvlid, tagades samal ajal põhilise töökindluse. Kuid peamiste rakendusvaldkondade puhul, nagu meditsiiniseadmed, autoelektroonika jne, tuleks esmatähtsaks pidada jõudluse ja töökindluse tagamist ning sobivate TG väärtustahvlite mõistlikku valimist, mitte ainult kuludele keskendumist.
4, TG väärtuse testimine ja kontrollimine
Termilise analüüsi meetod: tavaliselt kasutatav diferentsiaalne skaneeriv kalorimeeter suudab täpselt mõõta trükkplaadi substraadi TG väärtust. Kuumutades proovi kindla kuumutuskiirusega ja registreerides selle termilised muutused, näitab DSC kõver olulist baasjoone nihet, mis võib määrata TG väärtuse, kui temperatuur jõuab klaasistumistemperatuurini. Modulatsiooniskaneerimise kalorimeetria, sünkroonne diferentsiaalkalorimeetria ja muud meetodid võivad samuti täpselt määrata TG väärtusi, mis võimaldavad täpsemalt analüüsida materjalide soojustõhususe muutusi klaasistumisprotsessi ajal erineval määral.
Tegeliku keskkonna simulatsiooni testimine: Lisaks laboratoorsele termoanalüüsi testimisele saab testimist ja kontrollimist läbi viia ka trükkplaadi tegelikku töökeskkonda simuleerides. Näiteks ettevalmistatud trükkplaadi näidise asetamine kõrge -temperatuuri katsekambrisse, selle kuumutamine vastavalt etteantud temperatuurikõverale, trükkplaadi jõudluse muutuste jälgimine erinevatel temperatuuridel, sealhulgas elektriliste ja mehaaniliste omadustega, ning deformatsiooni, delaminatsiooni, lühiste ja muude probleemide kontrollimine, et kontrollida, kas valitud TG väärtus vastab praktilistele rakendusnõuetele. Autoelektroonika valdkonnas tehakse trükkplaatide näidistega kõikehõlmavad keskkonna simulatsioonitestid, mis hõlmavad mitmeid tegureid, nagu kõrge temperatuur, vibratsioon, niiskus jne, et hinnata põhjalikult trükkplaadi töökindlust keerulistes praktilistes töötingimustes.