Priemyselná doska plošných spojov elektroniky s vysokou kvalitou TG170, 12 vrstiev ENIG

Vysokovrstvová doska plošných spojov (High Layer PCB) je doska plošných spojov (PCB, plošný spoj) s viac ako 8 vrstvami. Vďaka výhodám viacvrstvovej dosky plošných spojov je možné dosiahnuť vyššiu hustotu obvodov na menšom priestore, čo umožňuje zložitejší návrh obvodov, takže je veľmi vhodná pre vysokorýchlostné digitálne spracovanie signálov, mikrovlnné rádiofrekvencie, modemy, špičkové servery, ukladanie dát a ďalšie oblasti. Vysokovrstvové dosky plošných spojov sú zvyčajne vyrobené z vysokotlakových dosiek FR4 alebo iných vysokovýkonných substrátových materiálov, ktoré dokážu udržať stabilitu obvodu v prostredí s vysokou teplotou, vysokou vlhkosťou a vysokou frekvenciou.

Pokiaľ ide o hodnoty TG materiálov FR4

Substrát FR-4 je epoxidový živicový systém, takže hodnota Tg je dlhodobo najbežnejším indexom používaným na klasifikáciu triedy substrátu FR-4 a je tiež jedným z najdôležitejších výkonnostných ukazovateľov v špecifikácii IPC-4101. Hodnota Tg živicového systému sa vzťahuje na prechod materiálu z relatívne tuhého alebo „skleného“ stavu do ľahko deformovateľného alebo zmäkčeného stavu. Táto termodynamická zmena je vždy reverzibilná, pokiaľ sa živica nerozloží. To znamená, že keď sa materiál zahreje z izbovej teploty na teplotu nad hodnotou Tg a potom sa ochladí pod hodnotu Tg, môže sa vrátiť do svojho predchádzajúceho tuhého stavu s rovnakými vlastnosťami.

Keď sa však materiál zahreje na teplotu oveľa vyššiu ako je jeho hodnota Tg, môžu nastať nezvratné zmeny fázového stavu. Vplyv tejto teploty má veľa spoločného s typom materiálu a tiež s tepelným rozkladom živice. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je Tg substrátu, tým vyššia je spoľahlivosť materiálu. Ak sa použije bezolovnatý proces zvárania, mala by sa zvážiť aj teplota tepelného rozkladu (Td) substrátu. Medzi ďalšie dôležité ukazovatele výkonu patrí koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE), absorpcia vody, adhézne vlastnosti materiálu a bežne používané testy času vrstvenia, ako sú testy T260 a T288.

Najzreteľnejším rozdielom medzi materiálmi FR-4 je hodnota Tg. Podľa teploty Tg sa dosky plošných spojov FR-4 všeobecne delia na dosky s nízkou Tg, strednou Tg a vysokou Tg. V priemysle sa FR-4 s Tg okolo 135 ℃ zvyčajne klasifikuje ako doska plošných spojov s nízkou Tg; FR-4 s Tg okolo 150 ℃ sa premieňa na dosku plošných spojov so strednou Tg. FR-4 s Tg okolo 170 ℃ sa klasifikuje ako doska plošných spojov s vysokou Tg. Ak sa vyžaduje veľa lisovacích časov, vrstiev plošných spojov (viac ako 14 vrstiev), vysoká teplota zvárania (≥230 ℃), vysoká pracovná teplota (viac ako 100 ℃) alebo vysoké tepelné namáhanie pri zváraní (napríklad vlnové spájkovanie), mali by sa zvoliť dosky plošných spojov s vysokou Tg.