1. Indicadores clave de rendimiento de PCB
Propiedades físicas: resistencia al pelado/coeficiente de expansión térmica/resistencia al pelado
Propiedades químicas: Tg/Td/Z-CTE
Rendimiento eléctrico: constante dieléctrica/pérdida dieléctrica/resistencia a la llama
Rendimiento medioambiental: absorción de agua/resistencia a la CAF/CTI
2. Temperatura de transición vítrea Tg
La temperatura de transición vítrea Tg es un parámetro característico importante de los materiales de PCB, que se refiere a la temperatura a la que el material pasa de un estado vítreo a un estado gomoso. Cuando la temperatura es inferior a Tg, el material de PCB se encuentra en un estado vítreo rígido; cuando la temperatura es superior a Tg, el material se vuelve blando y flexible como el caucho, con propiedades de deformación reversible.
Clasificación estándar IPC:
Mayor o igual a 130 grados de Tg baja
Mayor o igual a 150 grados en Tg
Mayor o igual a 170 grados de Tg alta
Impacto en el uso de PCB: Tg puede afectar el Z-CTE, la deformación a alta temperatura, la estabilidad dimensional y otras propiedades del material.
3. Coeficiente de expansión térmica
El coeficiente de expansión térmica (CTE) de PCB es un parámetro importante para medir la estabilidad dimensional de los materiales bajo cambios de temperatura. El coeficiente de expansión térmica se divide en coeficientes de expansión térmica del eje X, eje Y y eje Z, generalmente haciendo referencia al coeficiente de expansión del eje Z, ya que tiene el mayor impacto en la confiabilidad del material. Específicamente, el CTE describe la relación del cambio en la longitud del material por cambio de temperatura unitario con respecto a la longitud original. Para los materiales de PCB, el coeficiente lineal de expansión térmica se usa generalmente para medir el cambio lineal en el tamaño durante los cambios de temperatura.
4. Temperatura de descomposición térmica Td
La temperatura de descomposición térmica Td se refiere a la temperatura a la que los materiales de PCB comienzan a descomponerse a altas temperaturas. Este es también uno de los parámetros importantes para desarrollar procesos de reemplazo en caliente de PCB.
La temperatura de descomposición térmica de los materiales de PCB puede afectar su estabilidad y vida útil a la temperatura de trabajo. Si la temperatura de descomposición térmica de los materiales de PCB es baja, son propensos a la descomposición y oxidación a altas temperaturas, lo que conduce a la degradación y falla de las propiedades del material. Por lo tanto, al seleccionar materiales de PCB, es necesario considerar su temperatura de descomposición térmica para garantizar su estabilidad y vida útil a la temperatura de trabajo.
5. Resistencia al desprendimiento de la lámina de cobre
La resistencia al desprendimiento es una medida de la fuerza de unión entre un conductor y el material del sustrato. El espesor de la lámina de cobre afectará el valor de resistencia al desprendimiento de la prueba, que por defecto es de cobre de 1 oz de espesor.
La resistencia al desprendimiento de la lámina de cobre es uno de los indicadores importantes para evaluar la calidad de la PCB. La prueba de resistencia al desprendimiento generalmente se refiere a la prueba de fuerza de unión entre la lámina de cobre y el sustrato o entre la lámina de cobre y la película de oscurecimiento. Al usar una máquina de prueba de tracción universal para estirar verticalmente la lámina de cobre a una velocidad determinada, se detecta el valor de la fuerza durante el desprendimiento de la lámina de cobre del sustrato y se calcula la resistencia al desprendimiento.
6. Absorción de agua e higroscopicidad.
Factores influyentes: La absorción de agua y la higroscopicidad de los PCB se ven influenciadas principalmente por la composición del material y el proceso de fabricación. Por ejemplo, algunos materiales de PCB pueden contener grupos hidrófilos o estructuras porosas, que pueden aumentar la absorción de agua y la absorción de humedad de los PCB.
Impacto en el rendimiento: cuando una PCB absorbe humedad, sus parámetros de rendimiento clave, como la constante dieléctrica y el coeficiente de expansión térmica, pueden cambiar. Estos cambios pueden causar demoras o distorsiones en la transmisión de la señal, lo que afecta el rendimiento de todo el dispositivo electrónico.
Problema de confiabilidad: las PCB expuestas a entornos con alta humedad durante mucho tiempo pueden absorber agua y expandirse, lo que provoca cambios de tamaño, deformación o agrietamiento. Estos problemas no solo afectan la precisión de instalación de los componentes electrónicos, sino que también pueden causar fallas en los circuitos y reducir la confiabilidad de los dispositivos electrónicos.
Medidas de protección: Para reducir la absorción de agua y humedad de las PCB, se pueden tomar algunas medidas de protección. Por ejemplo, recubrir la superficie de una PCB con un revestimiento impermeable o utilizar materiales con baja absorción de humedad. Además, durante el proceso de diseño y fabricación, también se deben tener en cuenta en profundidad el entorno de aplicación y las condiciones de humedad de las PCB, y se deben seleccionar los materiales y procesos adecuados.
7. Resistencia al fuego
La resistencia al fuego de los PCB es un indicador de rendimiento importante que se utiliza para evaluar las características de combustión de los materiales después de la ignición por llama. Según las diferentes propiedades de resistencia al fuego, los PCB se pueden dividir en tres niveles: V-0, V-1 y V-2.
8. Constante dieléctrica
La constante dieléctrica de la resina es menor que la de la tela de vidrio y, a medida que aumenta el contenido de resina, la constante dieléctrica disminuye.
La constante dieléctrica es un parámetro importante para medir las propiedades eléctricas de los materiales aislantes; en concreto, representa la permitividad relativa del material aislante que se encuentra entre las placas de electrodos de un condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica, mejor será el rendimiento del aislamiento.
9. Factor de pérdida
El factor de pérdida (también conocido como tangente de pérdida o tangente del ángulo de pérdida) es un parámetro que describe la pérdida de energía de un material bajo la acción de un campo eléctrico. Cuanto mayor sea el factor de pérdida, mayor será la pérdida de energía del material bajo la acción de un campo eléctrico.
Además, el proceso de fabricación de las PCB también puede tener un impacto en el factor de pérdida. Por ejemplo, factores como el tratamiento de la superficie, el proceso de laminación y el espesor de la lámina de cobre de las PCB pueden tener un cierto impacto en el factor de pérdida. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, es necesario seleccionar materiales de PCB y parámetros de proceso adecuados en función de los requisitos específicos de la aplicación y del proceso de fabricación para reducir los factores de pérdida y mejorar el rendimiento y la confiabilidad del circuito.
10. Rendimiento de resistencia CAF
La resistencia CAF de las PCB se refiere a su capacidad para resistir la migración de iones, especialmente en ambientes húmedos. El CAF, también conocido como filamento anódico conductor, es una reacción electroquímica que ocurre en un ambiente húmedo y hace que se forme un canal conductor entre el ánodo y el cátodo de un circuito, lo que provoca un cortocircuito.
11. Índice de resistencia a fugas CTI
El índice de resistencia a fugas de PCB (CTI) se refiere al valor de voltaje más alto en el que una superficie de material de aislamiento sólido puede soportar 50 gotas de electrolito sin formar marcas de fuga bajo la acción combinada de un campo eléctrico y electrolito, expresado en V. El comprobador de trazas antifugas utilizado para la prueba CTI consta de un dispositivo de suministro de voltaje, dos electrodos rectangulares con una sección transversal de 2 mm x 5 mm hechos de platino, una pendiente en ángulo de 30 grados en un extremo del electrodo y una aguja de gotas para agregar electrolito.