Производство высокотемпературных печатных плат в России

Сделать заказ

Область применения.

Материалы с высокой температурой стеклования применяются в устройствах, которые находятся под постоянным воздействием высокой температуры ~ 200-250Cº. Например:

Скважные приборы
Возле нагревательных элементов
На корпусе установок, развивающих высокую температуру
Изделия, собранные при помощи бессвинцовой пайки (Pb-Free)
Осветительные приборы.
Преобразователи тока
Системы управления электродвигателями
Сварочных инверторах и других приборах, эксплуатация которых сопровождается выделением большого количества тепла.

Обычные материалы марки FR-4 применять в такого рода устройствах невозможно из-за того, что после перехода точки стеклования, а для FR-4 это 120Cº, материал становится пластичным. Но самая главная опастность - разрыв металлизации в переходных отверстиях из-за нелинейного утолщения материала.

Параметры материала

температура стеклования 250ºС - Arlon 35N
температура стеклования 170ºС - Arlon 45N
хорошая стабильность линейных размеров в зависимости от температуры

Доступные финишные покрытия

горячее лужение
Ni-Au - иммерсионное золочение (+1 неделя к сроку изготовления)
иммерсионное оловенирование

Печатные платы с высокими рабочими температурами, обусловленными спецификой установленных в них компонентов (рассеиваемая в них мощность, плотность), и работающие в условиях повышенной температуры окружающей среды, также требуют особого подхода в выборе материалов. Это в первую очередь специальные паяльные пасты, не плавящиеся при более высоких температурах, и специальные материалы, из которых изготавливаются печатные платы. Их пригодность для таких применений определяется температурой стеклования. Для наиболее распространенного текстолита FR-4 она обычно составляет от +130°C до +140°C. Если ожидается более высокая рабочая температура печатной платы, следует рассмотреть возможность ее замены другим материалом. Наиболее популярными высокотемпературными являются: ISOLA IS410 с температурой стеклования +180°C, оптимизированная для сверления отверстий с большим удлинением, ISOLA IS420 с температурой стеклования +170°C, дополнительно армированные стеклотканью, ISOLA G200 с температурой стеклования +180°С, Shengyi S1000-2 (+170°С), ITEQ IT-180A (+175°С), ARLON 85N (+250°С).

Расположение дорожек и узлов

Ключевым шагом в разработке термостойкой печатной платы является выявление горячих точек. Для этого используется программное обеспечение для моделирования и симуляции распределения температуры на плате. По результатам такого анализа, например, можно изменить распределение сильноточных путей таким образом, чтобы они не проходили вблизи термочувствительных компонентов, таких как полупроводниковые элементы. Кроме того, компоненты высокой мощности (процессоры и микроконтроллеры), лучше размещать в центре платы. Потому что если их монтировать вплотную к краю печатной платы, то выделяемое ими тепло будет там аккумулироваться. Лучшим решением будет размещение сильно нагревающегося компонента в центре печатной платы, благодаря чему тепло будет распространяться равномерно во всех направлениях. Благодаря этому результирующая температура платы станет ниже, а тепло будет более эффективно отводиться в окружающую среду. Ещё нужно следить за тем, чтобы высокомощные компоненты располагались достаточно далеко от компонентов, чувствительных к повышенным температурам, а также чтобы между ними выдерживалось соответствующее расстояние — сильно нагревающиеся компоненты должны быть равномерно распределены по всей печатной плате.

Разработчики печатных плат, где температура является критическим фактором, должны учитывать тепловые отверстия. Это втулки, которые используются только для отвода тепла от компонентов, которым это необходимо — обычно они предназначены для отвода тепла от деталей для поверхностного монтажа. Тепловые переходы располагаются непосредственно под компонентами, которые через них будут охлаждаться. Их количество и расположение влияют на термическое сопротивление — за счет размещения их как можно ближе к источнику тепла снижается термическое сопротивление конструкции печатной платы, благодаря чему избыточное тепло быстрее и эффективнее отводится в окружающую среду. Тепловые переходы могут быть выполнены как в двусторонних, так и в многослойных печатных платах толщиной не менее 0,7 мм.

Практика применяется к конструкции этого типа люверсов. В целом для повышения эффективности отвода тепла рекомендуется покрывать их изнутри слоем меди толщиной не менее 25 мкм. Кроме того, предполагается, что оптимальный диаметр тепловых отверстий составляет 0,3 мм, а рекомендуемое расстояние между ними — 0,8 мм. Переходные отверстия эти залиты эпоксидной смолой и закрыты медным покрытием. Это предотвращает неконтролируемое вытекание припоя и облегчает пайку.

Для защиты печатной платы и установленных в ней электронных компонентов от вредных факторов внешней среды применяют следующие методы: заливка и нанесение покрытий (конформные покрытия). Какое из этих решений более подходящее, зависит от специфики защищаемого устройства, поскольку в обоих случаях в качестве защиты печатных плат используются органические полимеры, но в разных количествах и по-разному. Это влияет на уровень защиты, обеспечиваемый заливкой и покрытием.

В первом случае корпус устройства заливают жидким, а затем затвердевшим материалом. Он заполняет его и обычно покрывает всю печатную плату и ее компоненты, хотя его также можно использовать для покрытия отдельных компонентов печатной платы. Наиболее распространенные заливочные материалы: эпоксидная смола, полиуретан и силикон. Первые отличаются химической стойкостью и адгезией, а главный недостаток – длительное время отверждения. Последние более мягкие и податливые, что делает их подходящими для защиты электронных компонентов, которые слишком деликатны для заливки жесткими материалами, но они менее устойчивы к влаге и теплу.

Проектирование высокотемпературной печатной платы

Первым шагом к изготовлению печатной платы TG является разработка проекта, который вы собираетесь использовать. Здесь вы можете использовать различное программное обеспечение, которое поможет вам разработать дизайн для вашей печатной платы.

Такое программное обеспечение включает Altium Designer, OrCAD, Pads, KiCad и Eagle.

ИнПромСинтез является опытным производителем высокотемпературных печатных плат (с высоким TG), мы уделяем большое внимание советам по обработке, чтобы сделать наше производство экономически эффективным

Назад к списку