1. PCB-Leistungskennzahlen
Physikalische Eigenschaften: Schälfestigkeit/Wärmeausdehnungskoeffizient/Schälfestigkeit
Chemische Eigenschaften: Tg/Td/Z-CTE
Elektrische Leistung: Dielektrizitätskonstante/Dielektrizitätsverlust/Flammhemmung
Umweltleistung: Wasseraufnahme/CAF-Beständigkeit/CTI
2. Glasübergangstemperatur Tg
Die Glasübergangstemperatur Tg ist ein wichtiger charakteristischer Parameter von PCB-Materialien. Sie bezeichnet die Temperatur, bei der das Material von einem glasartigen in einen gummiartigen Zustand übergeht. Wenn die Temperatur unter Tg liegt, befindet sich das PCB-Material in einem starren Glaszustand. Wenn die Temperatur höher als Tg ist, wird das Material weich und flexibel wie Gummi und weist reversible Verformungseigenschaften auf.
IPC-Standardklassifizierung:
Größer oder gleich 130 Grad niedriger Tg
Größer oder gleich 150 Grad in Tg
Größer oder gleich 170 Grad hohe Tg
Auswirkungen auf die PCB-Nutzung: Tg kann den Z-CTE, die Hochtemperaturverformung, die Dimensionsstabilität und andere Eigenschaften des Materials beeinflussen.
3. Wärmeausdehnungskoeffizient
Der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) von PCB ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Dimensionsstabilität von Materialien bei Temperaturänderungen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient wird in Wärmeausdehnungskoeffizienten für die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse unterteilt, wobei im Allgemeinen der Z-Achsen-Ausdehnungskoeffizient gemeint ist, da dieser den größten Einfluss auf die Materialzuverlässigkeit hat. Insbesondere beschreibt CTE das Verhältnis der Änderung der Materiallänge pro Einheit der Temperaturänderung zur ursprünglichen Länge. Bei PCB-Materialien wird normalerweise der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient verwendet, um die lineare Größenänderung bei Temperaturänderungen zu messen.
4. Thermische Zersetzungstemperatur Td
Die thermische Zersetzungstemperatur Td bezeichnet die Temperatur, bei der PCB-Materialien bei hohen Temperaturen zu zerfallen beginnen. Dies ist auch einer der wichtigen Parameter für die Entwicklung von PCB-Hot-Replacement-Prozessen.
Die thermische Zersetzungstemperatur von PCB-Materialien kann deren Stabilität und Lebensdauer bei Arbeitstemperatur beeinträchtigen. Wenn die thermische Zersetzungstemperatur von PCB-Materialien niedrig ist, neigen sie bei hohen Temperaturen zur Zersetzung und Oxidation, was zu einer Verschlechterung und zum Versagen der Materialeigenschaften führt. Daher muss bei der Auswahl von PCB-Materialien deren thermische Zersetzungstemperatur berücksichtigt werden, um deren Stabilität und Lebensdauer bei Arbeitstemperatur sicherzustellen.
5. Abziehfestigkeit von Kupferfolie
Die Abziehfestigkeit ist ein Maß für die Bindungskraft zwischen einem Leiter und dem Substratmaterial. Die Dicke der Kupferfolie beeinflusst den Abziehfestigkeitswert des Tests. Der Standardwert ist 1 Unze dickes Kupfer.
Die Abziehfestigkeit von Kupferfolie ist einer der wichtigsten Indikatoren zur Bewertung der Qualität von PCB. Der Abziehfestigkeitstest bezieht sich im Allgemeinen auf den Test der Bindungsfestigkeit zwischen Kupferfolie und Substrat oder zwischen Kupferfolie und Bräunungsfolie. Durch Verwendung einer universellen Zugprüfmaschine, um Kupferfolie mit einer bestimmten Geschwindigkeit vertikal zu strecken, wird der Kraftwert beim Abziehen der Kupferfolie vom Substrat ermittelt und die Abziehfestigkeit berechnet.
6. Wasseraufnahme und Hygroskopizität
Einflussfaktoren: Die Wasseraufnahme und Hygroskopizität von PCB werden hauptsächlich durch die Materialzusammensetzung und den Herstellungsprozess beeinflusst. Beispielsweise können einige PCB-Materialien hydrophile Gruppen oder Porenstrukturen enthalten, die die Wasseraufnahme und Feuchtigkeitsaufnahme von PCBs erhöhen können.
Auswirkungen auf die Leistung: Wenn eine Leiterplatte Feuchtigkeit aufnimmt, können sich ihre wichtigsten Leistungsparameter wie Dielektrizitätskonstante und Wärmeausdehnungskoeffizient ändern. Diese Änderungen können zu Verzögerungen oder Verzerrungen bei der Signalübertragung führen und so die Leistung des gesamten elektronischen Geräts beeinträchtigen.
Zuverlässigkeitsproblem: Leiterplatten, die über einen längeren Zeitraum einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind, können Wasser aufnehmen und sich ausdehnen, was zu Größenänderungen, Verformungen oder Rissen führen kann. Diese Probleme beeinträchtigen nicht nur die Installationsgenauigkeit elektronischer Komponenten, sondern können auch Schaltungsfehler verursachen und die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte verringern.
Schutzmaßnahmen: Um die Wasser- und Feuchtigkeitsaufnahme von Leiterplatten zu verringern, können einige Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise kann die Oberfläche einer Leiterplatte mit einer wasserdichten Beschichtung versehen oder Materialien mit geringer Feuchtigkeitsaufnahme verwendet werden. Darüber hinaus sollten während des Entwurfs- und Herstellungsprozesses auch die Anwendungsumgebung und die Feuchtigkeitsbedingungen von Leiterplatten vollständig berücksichtigt und geeignete Materialien und Verfahren ausgewählt werden.
7. Flammhemmung
Die Flammhemmung von PCB ist ein wichtiger Leistungsindikator zur Bewertung der Verbrennungseigenschaften von Materialien nach Flammenentzündung. Entsprechend den unterschiedlichen Flammhemmungseigenschaften können PCB in drei Stufen unterteilt werden: V-0, V-1 und V-2.
8. Dielektrizitätskonstante
Die Dielektrizitätskonstante von Harz ist kleiner als die von Glasgewebe, und mit zunehmendem Harzgehalt verringert sich die Dielektrizitätskonstante.
Die Dielektrizitätskonstante ist ein wichtiger Parameter zur Messung der elektrischen Eigenschaften von Isoliermaterialien. Genauer gesagt stellt sie die relative Permittivität des Isoliermaterials dar, das zwischen die Elektrodenplatten eines Kondensators gefüllt ist. Je höher die Dielektrizitätskonstante, desto besser die Isolierleistung.
9. Verlustfaktor
Der Verlustfaktor (auch Verlusttangens oder Verlustwinkeltangens genannt) ist ein Parameter, der den Energieverlust eines Materials unter Einwirkung eines elektrischen Felds beschreibt. Je größer der Verlustfaktor, desto höher ist der Energieverlust des Materials unter Einwirkung eines elektrischen Felds.
Darüber hinaus kann sich auch der Herstellungsprozess von Leiterplatten auf den Verlustfaktor auswirken. Beispielsweise können Faktoren wie Oberflächenbehandlung, Laminierungsprozess und Kupferfoliendicke von Leiterplatten einen gewissen Einfluss auf den Verlustfaktor haben. Daher ist es in praktischen Anwendungen erforderlich, geeignete Leiterplattenmaterialien und Prozessparameter basierend auf spezifischen Anwendungsanforderungen und Herstellungsprozessanforderungen auszuwählen, um den Verlustfaktor zu verringern und die Leistung und Zuverlässigkeit der Schaltung zu verbessern.
10. CAF-Widerstandsleistung
Die CAF-Resistenz von PCB bezieht sich auf seine Fähigkeit, der Ionenmigration zu widerstehen, insbesondere in feuchten Umgebungen. CAF, auch als leitfähiges anodisches Filament bekannt, ist eine elektrochemische Reaktion, die in einer feuchten Umgebung auftritt und dazu führt, dass sich in einem Schaltkreis zwischen Anode und Kathode ein leitfähiger Kanal bildet, was zu einem Kurzschluss führt.
11. Leckagewiderstandsindex CTI
Der PCB-Leckwiderstandsindex (CTI) bezeichnet den höchsten Spannungswert, bei dem eine feste Isoliermaterialoberfläche 50 Tropfen Elektrolyt standhalten kann, ohne dass sich unter der kombinierten Einwirkung eines elektrischen Felds und Elektrolyts Leckagespuren bilden, ausgedrückt in V. Der für die CTI-Prüfung verwendete Anti-Leckage-Spurtester besteht aus einem Spannungsversorgungsgerät, zwei rechteckigen Elektroden mit einem Querschnitt von 2 mm x 5 mm aus Platin, einer 30-Grad-Neigung an einem Ende der Elektrode und einer Tröpfchennadel zum Hinzufügen von Elektrolyt.