Как решить проблемы с термическим расширением в Высокочастотных печатных плат?

[John]

Высокочастотные устройства часто работают в условиях переменных температур, что делает проблему термического расширения Высокочастотных печатных плат  особенно актуальной. Разница в коэффициентах термического расширения (CTE) между материалом подложки и проводниками может привести к деформации трасс, появлению микротрещин и, в итоге, к отказам. Например, в медицинском оборудовании, эксплуатируемом в диапазоне температур от -20 до +60 °C, нестабильное СТЕ может вызвать разрыв соединений в 30-40% случаев при длительной эксплуатации. Это требует от производителей разработки специфических решений для снижения влияния температурных колебаний.

При производстве Высокочастотная печатная плата компанией  важно подобрать материалы с совместимыми СТЕ. Например, тефлонные подложки имеют СТЕ в диапазоне 120-200 ppm/°C (в плоскости платы), поэтому для проводников используют медь с добавлением никеля (СТЕ ≈ 16,5 ppm/°C) — это уменьшает разницу расширения на 85-90%. В сравнении с этим, полиимидные基板 имеют СТЕ ≈ 60 ppm/°C, поэтому для них подходит обычная медь (СТЕ ≈ 17 ppm/°C). Также применяются композитные материалы с добавлением стекловолокна: они снижают СТЕ тефлона до 50-80 ppm/°C, но при этом увеличивают диэлектрические потери на 5-10%, что нужно учитывать при проектировании.

Одной из ключевых особенностей работы Заводы высокочастотных печатных плат product-category/high-frequency-pcb/ является контроль термической стабильности на этапе тестирования. После изготовления платы подвергают циклическому термическому старению: 1000 циклов от -40 до +85 °C с задержкой 30 минут на каждом этапе. При этом измеряют изменение сопротивления трасс — допустимый прирост не должен превышать 10%. Для выявления микротрещин используют метод сканирующего электронного микроскопа (SEM) с разрешением 0,1 мкм. Если обнаруживаются дефекты, применяют технологию восстановления: нанесение дополнительного слоя меди с использованием электровакуумного напыления.

HUIHE PCB&PCBA специализируется на печатные платы на заказ . Компания использует программное моделирование термических процессов (ANSYS Icepak) на этапе проектирования, чтобы предсказать поведение платы при температурных колебаниях и оптимизировать расположение слоев. В производстве применяются материалы с низким СТЕ (в том числе Rogers RT/duroid 5880) и контролируют толщину медного покрытия (от 35 до 105 мкм) для баланса между термической стабильностью и стоимостью. Благодаря этому, продукции проходят все необходимые термические тесты и соответствуют стандартам MIL-STD-202.

https://heylink.me/hhhuihekey

https://heylink.me/pcbhuihe

https://heylink.me/huihepcb/

https://heylink.me/pcbahuihe/

https://medium.com/@hhhuihekey

https://medium.com/@pcbhuihe

https://medium.com/@pcbahuihe

https://medium.com/@huihepcb

https://plaza.rakuten.co.jp/huihecircuits/

https://plaza.rakuten.co.jp/pcbmedical/