高温対応PCBラミネート選定で信頼性の高い性能を確保

適切なラミネート選定が極めて重要な理由

適切な高温PCBラミネート材料を選ぶことは、あなたの操作にとって極めて重要です。プリント基板を高温状況で使用する場合、高温用PCBラミネートは必須です。高温用の適切なPCBラミネート材料を使用しないことは、災害を招く可能性があります。どうすれば？読み進めてください。

回路基板が熱せられるとどうなるか？

熱が物事を膨張させるのは自然の性質であり、回路基板材料も例外ではありません。回路基板上の回路は繊細な機械であり、特定の形状を維持する必要があります。特にマイクロ波とミリ波回路は小さく繊細な特徴を持っています。これらの特徴が高熱で歪められると、機能しなくなる可能性があります。高熱による他の回路材料の膨張は、伝送線路の形状を変え、周波数をシフトさせ、導体インピーダンスを標準的な望ましい値である50オームから変化させる可能性があります。

酸化も懸念事項となり得ます。銅ラミネートで覆われた誘電体材料は酸化の影響から保護されていますが、露出した誘電体材料は保護されていません。この材料が酸化しやすい場合、高温で酸化が加速する傾向があるため、より高温で問題が生じる可能性があります。結果として、伝送線路の損失増大と損失因子の増大を招く可能性があります。

回路基板保護、特に高温状況からの保護に重要なラミネート特性

回路基板を保護する際、特に高温状況からの保護に考慮すべき重要なラミネート特性には以下が含まれます：

• ガラス転移温度（Tg） - ポリマーが剛性から柔らかい状態へ熱力学的に移行する点
• Z軸膨張 - パーセンテージまたはCTE（熱膨張係数）で表されるZ軸方向の物理的膨張
• 分解温度（Td） - 高熱による樹脂劣化による重量減少の測定。質量の5%が分解で失われる点
• 吸湿性 - 材料が環境から水分を吸収する能力
• 剥離までの時間 - 与えられた温度で剥離が発生するまでの時間

CTEとは

CTE（熱膨張係数）は、より高い温度が材料にどれだけの膨張を引き起こすかを測定するもので、摂氏スケールに従ってppm（百万分率）で表されます。目標は、プリント基板の誘電層のCTEを、それらの層にラミネートされた銅と同様の値にすることです。これにより、互いに引っ張り合うのではなく、均一に一緒に膨張します。

PCB高温状況での熱はどこから来るか？

高温ラミネートがPCBで作業する際に非常に重要なもう1つの理由は、潜在的に損傷を与える熱がほぼどこからでも、予測不可能な影響で来る可能性があることです。熱がPCBの問題にならないと想定すると、無礼な目覚めを強いられるかもしれません。潜在的に損傷を与える熱効果がどこから来るか不明な場合、いくつかの可能な熱源には以下が含まれます：

• 回路基板に実装されたコンポーネントによって生成される熱。例えば、RF/マイクロ波システムの電力レベルをブーストするために追加される窒化ガリウム・トランジスタ
• 回路基板外部の要素によって生成される熱。例えば、自動車電子システム
• 不適切に換気された環境での回路基板使用による熱蓄積

熱源がどこから来るか予測しようとするのではなく、PCBを高温環境で使用する可能性がある場合、高温の影響に耐えるように設計された回路材料、高温ラミネートを含むものを使用していることを確認したいでしょう。

プリント基板で起こり得る高温状況とは？

高周波回路は高温状況を生み出しやすいです。より多くの電力が必要なら、より多くの熱が予想されます。航空宇宙業界や医療アプリケーションなど、様々な潜在的にストレスの多い条件下でPCBの最適な性能を維持する高温状況では、失敗は破滅的となり得るため、回路基板全般と特にラミネートの適切な材料使用が極めて重要です。

ラミネート材料と他の回路基板材料のCTEが揃っていることを確認することは、熱膨張の損傷効果からPCBを保護する上で重要な要素です。

適切なラミネート材料を使用する以外で、熱効果から回路基板を保護するには？

プリント基板の品質と性能に関わるすべての問題と同様、すべては設計にかかっています。回路基板を設計する際、性能特性を真空状態で見るだけでなく重要です。設計者は、これらの特性が温度下でどれだけ安定しているかを自問すべきです。

PCBが高温状況に置かれる場合、より高い温度で安定して信頼できない材料は、そうである材料に譲るべきです。設計者はまた、PCB材料のRTI（相対熱指数）を認識すべきです。この測定値は、アンダーライターズ・ラボラトリーズ（UL）によって確立され、性能に悪影響を与えたり材料の特性を変えたりすることなく、特定の材料をさらせる最高温度を示します。

設計者が知っておくべきもう1つの評価は、MOT（最大動作温度）です。これは、特定のPCB構成での回路が、性能や材料特性に著しい悪影響なしで処理できる最高温度です。一般に、プリント基板の設計と製造において、最初から温度効果を念頭に置くことで、後で物事をはるかに容易にできます。

熱膨張、高温ラミネート材料、PCBについてさらに学ぶには？

適切なラミネートは、プリント基板を極端な熱から保護し、膨張を遅らせ、歪みを減らし、回路と回路材料が効果的に機能するために必要な特性を保持させます。ミレニアム・サーキット・リミテッドは、高温状況で起こるものを含め、様々なアプリケーションに適した高品質プリント基板の提供を専門としています。

プリント基板、熱がプリント基板に与える影響、ラミネート、ラミネートがPCBを熱やその他の危険からどう守るか、またはPCB製造と使用に関連するあらゆることについて詳しく知るには、MCLにオンラインで今日お問い合わせください。または717-558-5975にお電話ください。