لوحة الدوائر المطبوعة الصناعية للإلكترونيات PCB عالية TG170 12 طبقة ENIG

لوحة الدوائر المطبوعة عالية الطبقات (High Layer PCB) هي لوحة دوائر مطبوعة (PCB) تتكون من أكثر من 8 طبقات. بفضل مزاياها المتعددة الطبقات، يمكن تحقيق كثافة دوائر أعلى في مساحة أصغر، مما يتيح تصميم دوائر أكثر تعقيدًا، مما يجعلها مناسبة جدًا لمعالجة الإشارات الرقمية عالية السرعة، وترددات الميكروويف، والمودم، والخوادم المتطورة، وتخزين البيانات، وغيرها من المجالات. تُصنع لوحات الدوائر عالية المستوى عادةً من ألواح FR4 عالية TG أو مواد ركيزة عالية الأداء، مما يحافظ على استقرار الدائرة في بيئات ذات درجات حرارة ورطوبة وترددات عالية.

بخصوص قيم TG لمواد FR4

ركيزة FR-4 عبارة عن نظام راتنج إيبوكسي، ولذلك، تُعتبر قيمة Tg المؤشر الأكثر شيوعًا لتصنيف درجة ركيزة FR-4، كما أنها تُعتبر أحد أهم مؤشرات الأداء في مواصفة IPC-4101. تشير قيمة Tg لنظام الراتنج إلى انتقال المادة من حالة صلبة نسبيًا أو "زجاجية" إلى حالة سهلة التشوه أو التليين. هذا التغير الديناميكي الحراري قابل للعكس دائمًا طالما أن الراتنج لا يتحلل. هذا يعني أنه عند تسخين المادة من درجة حرارة الغرفة إلى درجة حرارة أعلى من قيمة Tg، ثم تبريدها إلى ما دونها، يمكنها العودة إلى حالتها الصلبة السابقة بنفس الخصائص.

ومع ذلك، عند تسخين المادة إلى درجة حرارة أعلى بكثير من قيمة Tg، قد تحدث تغيرات غير رجعية في حالة الطور. ويرتبط تأثير هذه الدرجة ارتباطًا وثيقًا بنوع المادة، وكذلك بالتحلل الحراري للراتنج. وبشكل عام، كلما ارتفعت قيمة Tg للركيزة، زادت موثوقيتها. وفي حال اعتماد عملية اللحام الخالية من الرصاص، يجب أيضًا مراعاة درجة حرارة التحلل الحراري (Td) للركيزة. وتشمل مؤشرات الأداء المهمة الأخرى معامل التمدد الحراري (CTE)، وامتصاص الماء، وخصائص التصاق المادة، واختبارات زمن الطبقات الشائعة الاستخدام مثل اختباري T260 وT288.

الفرق الأوضح بين مواد FR-4 هو قيمة Tg. بناءً على درجة حرارة Tg، تُصنف صفائح PCB FR-4 عمومًا إلى صفائح منخفضة Tg، ومتوسطة Tg، وعالية Tg. في الصناعة، تُصنف صفائح FR-4 ذات Tg حوالي 135 درجة مئوية عادةً على أنها صفائح منخفضة Tg؛ بينما تُحوّل صفائح FR-4 ذات Tg حوالي 150 درجة مئوية إلى صفائح متوسطة Tg. أما صفائح FR-4 ذات Tg حوالي 170 درجة مئوية، فتُصنف على أنها صفائح عالية Tg. في حال وجود أوقات ضغط متعددة، أو طبقات PCB (أكثر من 14 طبقة)، أو درجة حرارة لحام عالية (≥230 درجة مئوية)، أو درجة حرارة تشغيل عالية (أكثر من 100 درجة مئوية)، أو إجهاد حراري عالي للحام (مثل اللحام الموجي)، فيجب اختيار صفائح PCB عالية Tg.