Fr4最高温度和散热
安抚我心烦意乱的孩子并不是一件愉快的经历,尤其是当我建议在一个炎热的晴天把他心爱的气球留在车里的时候。我花了很长时间解释滞留在车内的热量是如何导致气球膨胀并最终破裂的,但没有起到多大作用。
最后,我得到了一个新的气球和一筒他最喜欢的冰淇淋,以弥补我的疏忽。这可以称之为过度纵容,但这比处理一个不开心的孩子要好,尤其是当我有错的时候。
在PCB设计中,同样疏忽PCB的温度要求,成本将超过气球和冰淇淋。您需要知道PCB在开始遭受结构损坏之前可以承受多少热量,特别是如果它部署在高温环境中。
FR4 PCB的最高温度是多少?
如你所知,FR4代表阻燃剂的等级PCB的F4属性.FR4 PCB由多层玻璃纤维环氧层压材料制成。FR4 PCB由于其物理性能的一致性,在制造商中是更可取的。
FR4 PCB在受热时相当坚固,但在一定温度下,其物理性能会发生变化。FR4的耐热特性用Tg或玻璃化转变温度表示,即从固体转变为柔软的橡胶态。通常,FR4 PCB的额定Tg为130°C。
换句话说,如果额定130°C的PCB被加热超过其玻璃转变温度,它就失去了固体形式。你不仅会有一个不稳定的机械结构,而且PCB的电气性能也会恶化超过额定Tg。这就是为什么在为石油和天然气和汽车等应用设计pcb时,考虑fr4的最高温度是很重要的,因为这些应用的温度超过了典型的Tg值。
中高TG-PCB:超出典型FR4最高温度
如果应用要求PCB具有较高的Tg值,则需要选择中等或高Tg PCB。中Tg pcb的最高温度一般在150°C以上,而高Tg pcb的额定温度在170°C以上。具有较高Tg值的多氯联苯还表现出更好的防潮性和耐化学性,以及更坚固的热物理结构。
除非特别说明,制造商将使用低Tg制造用PCB.中等和高Tg pcb通常更贵。像S1141和S1002-M这样的材料通常用于生产高Tg PCB。由于较高的玻璃化转变温度,高Tg PCB的层压需要较高的热量。价格方面,高TG pcb更贵。
一些应用需要高Tg pcb。
在最高温度下使用FR4时的重要注意事项
一个常见的错误是PCB的工作温度以其tG值为基础。在选择正确的FR4 PCB时,应始终分配至少20°C的余量。例如,130°C的低Tg FR4应具有110°C的工作温度极限。
作为PCB设计者,你需要了解设计中的热调节技术。电源调节模块会散热,需要采用适当的散热技术。采用散热器或散热孔有助于防止热斑,使PCB的温度超出其极限。
Tg等级和PCB的工作温度并不是决定其在高温环境下功能的唯一因素。在设计中还必须考虑单个组件的工作温度限制。
散热器有助于调节散热。
例如,军用级、汽车级和扩展温度组件比商业或消费级部件具有更宽的耐温性。虽然耐温性较高的元件价格较高,但它们对于确保现场PCB电路的可靠性至关重要。
对于微控制器,它有助于意识到,降低其系统时钟通常会增加其最大工作温度的限制。
为了优化您的设计并远离FR4最高温度,它有助于使用可靠和灵活设计和分析软件拥有像Cadence一样的热分析能力。特别是如果您正在寻找具有任何可自定义能力的布局包,用于通孔、网络管理和适当的分析,那么没有比OrCAD.
如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案,跟我们和我们的专家团队谈谈吧.