Pour les circuits imprimés soumis à de fortes contraintes thermiques, il convient de déterminer à temps la température de fonctionnement continu (en anglais MOT = “Maximum Operating Temperature”) nécessaire afin de choisir un matériau approprié.
La température de fonctionnement continu désigne la température à laquelle un circuit imprimé peut être utilisé en continu sans subir de dommages. La valeur Tg / Td du matériau de base peut être utilisée comme référence.
Nous avons résumé pour vous les détails ci-dessous.
Vous trouverez ici des idées d'aménagement et tous les paramètres de conception.
Valeur Tg
La température de transition vitreuse (Tg) est une caractéristique importante du matériau de base qui indique la température à partir de laquelle la matrice de résine passe de l'état vitreux et cassant à l'état élastique souple.
La valeur Tg du matériau de base indique une limite supérieure à laquelle la matrice de résine se décompose, ce qui entraîne un délaminage . La Tg n'est donc pas la valeur de la température maximale d'utilisation, mais elle ne peut être atteinte que très brièvement par le matériau.
La valeur indicative pour une charge thermique durable est la suivante : température d'utilisation inférieure d'environ 25°C à la Tg.
Lorsque la température de transition vitreuse Tg est égale ou supérieure à 170°C, on parle de matériau à haute Tg.
Les matériaux à haute Tg présentent les caractéristiques suivantes :
- haute valeur de température de transition vitreuse (Tg)
- haute résistance à la température
- longue résistance au délaminage
- faible dilatation selon l'axe z (CTE-z)
Matériaux pour circuits imprimés à haute température HTg (sélection)
| Matériau pour circuits imprimés à haute Tg | Tg | CTE-z (T<Tg) | εr, Dk- Permittivity | Résistance à la tension | Résistance de surface | Résistance au courant de fuite / CTI | Conductivité thermique | Valeur Td | Adhérence cuivre |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| °C | ppm/°C | @1GHz | KV/mm | MO | PLC | W/m*K | °C | N/mm | |
| ISOLA IS410 FR4 HTg, CAF-Enhanced | 180° | 55 | 4,0 | 44 | 8,0 x 10^6 | 3 | 0,5 | 350° | 1,2 |
| ISOLA IS420 FR4 HTg, CAF-Enhanced | 170° | 45 | 4,0 | 54 | 3,0 x 10^6 | 3 | 0,4 | 350° | 1,3 |
| ITEQ IT-180A FR4 HTg | 175° | 45 | 4,4 | 45 | 3,0 x 10^10 | - | - | 345° | 1,4 |
| Shengyi S1000-2 FR4 HTg | 180° | 45 | 4,8* | 63 | 7,9 x 10^7 | 3 | - | 345° | 1,4 |
| ARLON 85N Polyimide HTg | 250° | 55 | 4,20* | 57 | 1,6 x 10^9 | - | 0,2 | 387° | 1,2 |
CAF - ConductiveAnodicFilament: filament conducteur indésirable dans le substrat d'un circuit imprimé
CTE-z
La valeur CTE indique la dilatation thermique du matériau de base. Le CTE-z représente l'axe z et est important, par exemple, en raison de la stabilité des trous métallisés. Une valeur Tg plus élevée favorise une valeur CTE-z plus faible, qui représente la dilatation absolue sur l'axe z.
La dilatation des matériaux PCB se fait de manière volumétrique en cas d'augmentation de la température, la structure du stratifié étant conçue de manière à ce que la dilatation dans le plan x-y et le long de l'axe z soit nettement différente.
Le tissu de verre restrictif contenu dans le stratifié empêche une expansion isotrope de la résine (expansion uniforme dans toutes les directions), de sorte que l'expansion dans les directions x et y est nettement plus faible que dans la direction z.
Les défauts tels que le pad lifting, le corner cracking et la fissure de la douille à l'intérieur de la traversée peuvent être évités grâce à une valeur CTE-z faible.
Valeur T260 T288, Td
Un indicateur très important de la résistance à la chaleur est le temps de délamination à une température donnée. Il est préférable de le tester à 260°C ou 288°C. La valeur T260 ou T288 indique le temps de délamination à 260°C ou 288°C, respectivement.
Td: La température de décomposition indique la température à laquelle le matériau de base a perdu 5% de son poids et est une caractéristique importante de la thermostabilité d'un matériau de base. Au-delà de cette température, une dégradation irréversible et un endommagement du matériau se produisent en raison de la décomposition du composé chimique.