Memilih Laminat PCB Suhu Tinggi untuk Performa yang Andalkan
Mengapa Memilih Laminat yang Tepat Sangat Penting
Memilih bahan laminat PCB suhu tinggi yang tepat dapat sangat penting bagi operasi Anda. Jika Anda akan menggunakan papan sirkuit tercetak Anda dalam situasi suhu tinggi, laminat PCB untuk suhu tinggi adalah kebutuhan. Gagal menggunakan bahan laminat PCB yang tepat untuk suhu tinggi dapat berakibat berbahaya. Bagaimana? Baca selengkapnya.
Apa yang Terjadi Ketika Papan Sirkuit Memanas?
Kami tahu ini adalah properti alami panas untuk menyebabkan hal-hal mengembang, dan bahan papan sirkuit tidak ada pengecualian. Sirkuit pada papan sirkuit adalah mesin yang halus dan perlu mempertahankan bentuk spesifik mereka. Sirkuit mikrogelombang dan milimeter-gelombang khususnya memiliki fitur kecil yang halus. Jika fitur-fitur ini terdistorsi oleh panas tinggi, mereka dapat gagal berfungsi. Ekspansi bahan sirkuit lainnya akibat panas tinggi dapat mengubah bentuk garis transmisi, menggeser frekuensi dan mengubah impedansi konduktor dari nilai standar yang diinginkan sebesar 50 Ohm.
Oxidasi juga mungkin menjadi kekhawatiran. Sementara bahan dielektrik yang ditutupi oleh laminat tembaga Anda memiliki perlindungan terhadap efek oxidasi, bahan dielektrik yang terbuka tidak. Jika bahan ini rentan terhadap oxidasi, Anda dapat mengalami masalah pada suhu yang lebih tinggi, yang cenderung mempercepat oxidasi. Hasilnya dapat menjadi kehilangan garis transmisi yang lebih besar dan faktor dissipasi yang lebih besar.
Apa Beberapa Properti Laminat Penting Ketika Berkaitan dengan Perlindungan Papan Sirkuit?
Properti laminat penting yang harus dipertimbangkan ketika berkaitan dengan perlindungan papan sirkuit, terutama dari situasi suhu tinggi, meliputi:
- Suhu Transisi Kaca (TG) – Pergeseran termodinamik polimer dari kaku menjadi lunak
- Ekspansi Z-Axis – Ekspansi fisik sepanjang sumbu Z, diekspresikan sebagai persentase atau CTE, koefisien ekspansi termal.
- Suhu Dekomposisi (TD) – Pengukuran kehilangan berat akibat degradasi resin karena panas tinggi. Titik di mana 5 persen massa hilang akibat dekomposisi.
- Serapan Kelembaban – Seberapa baik suatu bahan dapat menyerap kelembaban dari lingkungan.
- Waktu Delaminasi – Waktu yang dibutuhkan delaminasi untuk terjadi pada suhu tertentu.
Apa Itu CTE?
CTE, atau koefisien ekspansi termal, adalah ukuran seberapa banyak ekspansi yang disebabkan suhu lebih tinggi pada suatu bahan, diekspresikan dalam bagian per juta (PPM) menurut skala Celsius. Tujuannya adalah untuk memiliki CTE untuk lapisan dielektrik papan sirkuit tercetak Anda dengan nilai yang serupa dengan tembaga yang dilapisi pada lapisan tersebut. Dengan cara ini, mereka berkembang bersama secara seragam, alih-alih saling menarik.
Di Mana Panas Datang dalam Situasi Suhu Tinggi PCB?
Alasan lain mengapa laminat suhu tinggi sangat penting saat bekerja dengan PCB adalah karena panas yang berpotensi merusak dapat datang dari hampir mana saja, dengan efek yang tidak dapat diprediksi. Jika Anda mengasumsikan panas tidak akan menjadi masalah untuk PCB Anda, Anda mungkin akan terkejut. Jika Anda tidak yakin tepat di mana efek panas yang berpotensi merusak Anda mungkin berasal, beberapa sumber panas yang mungkin meliputi:
- Panas yang dibuat oleh komponen yang dipasang pada papan sirkuit, seperti transistor nitrida galium yang ditambahkan untuk meningkatkan tingkat daya sistem RF/mikrogelombang.
- Panas yang dihasilkan oleh elemen eksternal terhadap papan sirkuit — misalnya, dalam sistem elektronik otomotif.
- Panas yang terkumpul akibat penggunaan papan sirkuit di lingkungan yang tidak memiliki ventilasi yang memadai.
Alih-alih mencoba menantisipasi di mana sumber panas akan datang, jika ada peluang apa pun Anda akan menggunakan PCB Anda di lingkungan suhu tinggi, Anda ingin memastikan Anda menggunakan bahan sirkuit yang dirancang untuk menahan efek suhu tinggi, termasuk laminat suhu tinggi.
Apa Kemungkinan Situasi Suhu Tinggi untuk Papan Sirkuit Tercetak?
Sirkuit frekuensi tinggi cenderung menghasilkan situasi suhu tinggi. Semakin banyak daya yang Anda butuhkan, semakin banyak panas yang dapat Anda harapkan. Situasi suhu tinggi di mana mempertahankan performa optimal PCB dalam berbagai kondisi yang potensi stres meliputi industri penerbangan dan aplikasi medis. Gagal dalam situasi ini dalam kondisi yang keras dapat berakibat berbahaya, jadi menggunakan bahan yang tepat dalam papan sirkuit secara umum dan untuk laminat khususnya sangat penting.
Ingat, memastikan CTE selaras antara bahan laminat dan bahan papan sirkuit lainnya adalah elemen kunci dalam melindungi PCB Anda dari efek merusak ekspansi termal.
Bagaimana Saya Dapat Melindungi Papan Sirkuit Saya dari Efek Panas Selain Menggunakan Bahan Laminat yang Tepat?
Seperti semua masalah yang mengelilingi kualitas dan performa papan sirkuit tercetak, semuanya kembali pada desain. Saat merancang papan sirkuit Anda, penting untuk tidak hanya melihat karakteristik performa dalam vakum. Perancang harus bertanya pada diri sendiri seberapa stabil karakteristik ini di bawah suhu.
Jika PCB akan berada dalam situasi suhu tinggi, bahan yang tidak stabil dan andal pada suhu yang lebih tinggi harus dilewati untuk yang stabil. Perancang juga harus menyadari RTI, atau indeks termal relatif, bahan PCB. Ukuran ini, yang ditetapkan oleh Underwriters' Laboratory (UL), menunjukkan suhu tertinggi yang dapat Anda tundukan pada bahan tertentu sehingga tidak akan berdampak negatif pada performa atau mengubah properti bahan.
Peringkat lain untuk diketahui perancang adalah MOT, atau suhu operasi maksimal, yang adalah suhu tertinggi yang dapat ditangani sirkuit dalam konfigurasi PCB tertentu tanpa efek negatif signifikan pada performa atau properti bahan. Secara umum, saat merancang dan memproduksi papan sirkuit tercetak, mempertimbangkan efek suhu sejak awal dapat membuat hal-hal jauh lebih mudah bagi Anda nanti.
Bagaimana Saya Dapat Mempelajari Lebih Lanjut tentang Ekspansi Termal, Bahan Laminat Suhu Tinggi dan PCB?
Laminat yang tepat dapat melindungi papan sirkuit tercetak Anda dari panas ekstrem, memperlambat ekspansi, mengurangi distorsi dan memungkinkan sirkuit dan bahan sirkuit Anda untuk mempertahankan properti yang mereka butuhkan untuk berfungsi secara efektif. Millennium Circuits Limited spesialis dalam menyampaikan papan sirkuit tercetak berkualitas tinggi untuk berbagai aplikasi, bahkan yang terjadi dalam situasi suhu tinggi.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang papan sirkuit tercetak, bagaimana panas mempengaruhi papan sirkuit tercetak, laminat, bagaimana laminat melindungi PCB dari panas dan bahaya lain, atau apa pun yang terkait dengan pembuatan dan penggunaan PCB, hubungi MCL online hari ini, atau panggil kami di 717-558-5975.
