24. 12. 2025 3:00 (aktualizováno)
Jovelyn Gentallan
Ahoj čtenáři! Přeji vám hezký den. V průběhu procesu zatěžování elektroniky se desky plošných spojů s vysokou teplotou skelného přechodu (High Tg PCB) staly neopěvovanými hrdiny spolehlivosti. Dnes se podíváme na to, co to je, jak se vyrábějí, jaké jsou jejich různé typy a kde vynikají v reálných aplikacích.
Desky plošných spojů s vysokou teplotou skelného přechodu (High Tg PCB) jsou speciální desky, které vydrží větší tepelné namáhání než běžné desky FR4. Tg je zkratka pro teplotu skelného přechodu (Glass Transition Temperature), což je teplota materiálu desky plošných spojů, při které se transformuje z tuhého materiálu podobného sklu na měkčí materiál podobný gumě. Tg standardních desek plošných spojů (High Tg PCB) je asi 130–140 °C, ale desky plošných spojů s vysokou teplotou skelného přechodu (High Tg PCB) lze použít při teplotách 170 °C, 180 °C nebo i vyšších, v závislosti na materiálu.
Tyto desky jsou důležitější, zejména v současných aplikacích, kde vysokovýkonné, vysokofrekvenční nebo bezolovnaté pájení produkuje vysoké teplo. Desky plošných spojů s vysokou teplotou přechodu (High-Tg) mají zvýšenou rozměrovou stabilitu, sníženou tepelnou roztažnost a zvýšenou odolnost proti delaminaci nebo mechanickému namáhání, což je užitečné v náročných podmínkách.
Automobilový, letecký, průmyslový, serverový a telekomunikační průmysl používá desky plošných spojů s vysokou teplotou přechodu (High-Tg) k zajištění konzistentního výkonu. Příkladem je požadavek, aby materiály v zařízeních, jako jsou základnové stanice, elektrická vozidla a výkonové zesilovače, byly schopny snášet extrémní tepelné cykly bez ztráty elektrické spolehlivosti.
Desky plošných spojů s vysokou teplotou přechodu (High-Tg) umožnily dosáhnout vynikající tepelné odolnosti, zvýšené spolehlivosti a kompatibility s pokročilejšími výrobními procesy, což již není volitelné u elektroniky nové generace, která vyžaduje miniaturizaci a vysoký výkon.
V tomto článku najdete podrobného průvodce deskami plošných spojů s vysokou teplotou přechodu (High Frequency PCB), jejich definicí, výrobou, typy a příklady. Pojďme se na to podívat!
Definice desek plošných spojů s vysokou teplotou přechodu (High-Tg):
Desistenční deska plošných spojů s vysokou teplotou přechodu (High-Tg) je deska plošných spojů složená z laminátů s teplotou skelného přechodu (Tg) s teplotou přechodu (Tg) přesahující 170 °C.
Kritická teplota, při které materiál, na kterém je deska plošných spojů založena, mění svůj skupenství, zůstává tvrdý a připomíná sklo, do měkčího a pružnějšího stavu, je známá jako teplota skelného přechodu (Tg).
- Normální lamináty FR-4 mají hodnoty Tg v rozmezí 130–140 °C.
- Lamináty se střední Tg nepřesahují 150–160 °C. Lamináty s vysokou Tg mají teploty nad 170 °C a high-tech lamináty nad 200–250 °C.
Desky plošných spojů mohou mít tendenci se delaminovat, deformovat, stát se mechanicky nestabilními a dokonce i elektricky selhávat, pokud jsou používány déle než Tg. Konstruktéři mohou zaručit tepelnou odolnost, rozměrovou stabilitu a mechanickou integritu laminátů v náročných prostředích použitím laminátů s vysokou Tg.
Proč jsou desky plošných spojů s vysokou Tg potřebné?
Desky plošných spojů s vysokou teplotou Tg jsou potřebné kvůli zvýšené složitosti moderních elektronických zařízení a potřebě spolehlivosti při vysokých teplotách, hustším obvodům a většímu vystavení drsným podmínkám.
1. Bezolovnaté pájení:
Vzhledem k různým předpisům, jako je RoHS, výrobci přešli na bezolovnaté pájení s teplotami přetavování v rozmezí 250–260 °C. Běžné výrobky FR-4 v takových situacích selhávají a laminát s vysokou teplotou Tg se při opakovaných cyklech nedeformuje ani nedelaminuje.
2. Vysoce výkonná elektronika:
Měniče výkonu, střídače a bateriové systémy elektromobilů produkují intenzivní teplo. Materiály s vysokou teplotou Tg jsou stabilní z hlediska dielektrické a strukturální integrity i při vysokém proudovém zatížení.
3. Odolnost vůči tepelným cyklům:
Zařízení v automobilovém a průmyslovém použití se s teplotou neustále smršťují a bobtnají. Substráty s vysokou teplotou Tg jsou odolné vůči prasklinám, selhání mikroproudů a delaminaci, což má za následek delší životnost.
4. Miniaturizace a hustota:
Čím menší jsou desky plošných spojů a čím menší jsou vodivé stopy a mikrootvory, tím více lokálních horkých míst. Lamináty s vysokým Tg nabízejí tepelnou stabilitu, aby se zabránilo problémům se spolehlivostí způsobeným roztažností.
5. Trvanlivost v náročných podmínkách:
Extrémní teplo, vibrace a chemické vystavení, jaké se používá v leteckém průmyslu, nástrojích pro ropná pole a dalších oblastech, vyžadují robustní desky plošných spojů. Trvanlivost a výkon potřebný za takových nepříznivých podmínek zajišťují desky s vysokým Tg.
