El desenvolupament de FR-4
2021-08-30
Quan Gene Roddenberry va escriure "Star Trek" en un racó dels Estats Units, un grup d'enginyers està estudiant un projecte menys perillós, però aquest projecte ha desenvolupat un avenç i continua afectant la terminologia de la indústria de PCB actual.
L'enginyer organitza l'Associació Nacional de Fabricants Elèctrics, anomenada NEMA. A la indústria de PCB, el representant de l'associació és "L1" especificacions tècniques. "Star Trek" afegeix termes com "peix foton" i "aliatge de doble liti" i "motor de corba" per als humans, i NEMA crea G-10, Full FR-4 i FR-5, i altres termes per a la indústria de PCB. "FR" és un material anomenat "retardant de flama", que estarà marcat amb el logotip vermell del fabricant. En aquell moment, el material utilitzat per produir PCB només eren materials millorats amb paper. Des de principis de la dècada de 1960, la transició al vidre va millorar el material PCB i NEMA va redefinir els conceptes rellevants en aquest procés i es va convertir en terminologia específica de la indústria.
El desenvolupament del substrat de PCB comportarà inevitablement canvis en la classificació del rendiment. NEMA es classifica segons les propietats físiques de la composició química bàsica segons el material. Per exemple, la indústria s'ha classificat segons la temperatura de conversió del vidre (Tg), generalment utilitza substrats TG "estàndards" "mitjans" i "alts", de manera que molts dissenyadors i usuaris de PCB creuen que el valor TG i la resistència a la calor del substrat es relacionen directament, i especificaran productes "alt TG" per a aplicacions amb alta demanda de calor. Vaig pensar en la dita que deia Spock: "Els fets inadequats sempre són molt propensos al perill.
El valor TG és només el canvi de fase en la composició química de la resina i s'obté energia (temperatura) suficient per augmentar el grau de llibertat de rotació del polímer, de manera que es transformi de l'estat de vidre a un estat de cautxú. Si continueu aplicant energia, la següent transició és TM o una temperatura de fusió. Els plàstics termoestables han atractiu inesperat. Teòricament hi ha TM, però la resina termoendurible és superior a la temperatura de descomposició tèrmica TD, de manera que el material termoestabl no arribarà mai a TM, és a dir, abans que s'assoleixi la TM, la resina termoendurible s'ha descompost en carboni i cadascun. Gas. TG i TD no tenen correlació directa.
Per determinar el rendiment tèrmic, el material s'ha de canviar completament per tenir en compte totes les propietats associades a l'aplicació del terminal, i això significa que hi haurà un canvi de classificació. Només el substrat "alt TG" no és suficient, sinó que també especifiqueu el rendiment corresponent segons l'aplicació, incloent TG, TM, temps jeràrquic, coeficient d'expansió tèrmica de l'eix z i conductivitat tèrmica per caracteritzar completament el substrat que s'aplica al gestió de destinataris.
A partir de "Star Trek", a poc a poc deixarem d'utilitzar la potència del pols. És una mica incorrecte. La primera feina després de graduar-se a la nostra universitat és en un laboratori de recerca. En aquell moment, el contingut del treball incloïa un motor de pols espacial per "distorsionar la velocitat". Sens dubte dic que la gent continua augmentant la velocitat de transmissió de senyals i dades. James Montgomery Scott (Scotty) té una dita famosa: "No puc canviar la llei física". Com veiem, el que va dir és correcte, però de fet podem explorar la llei física.
El PCB dels anys 1960 és molt més senzill. En aquell moment, la freqüència de referència era d'1 MHz, i el circuit estava compost principalment per dispositiu analògic, i rarament requeria una forma d'ona quadrada que l'amplada de banda teòrica esdevingués infinita. El rang d'alta freqüència anterior es pot dividir en dos ample de banda: FR-4 es pot utilitzar amb ample de banda i no es pot utilitzar. Si us trobeu amb el cas en què no es pot utilitzar FR-4, la majoria dels dissenyadors només poden triar reptes: utilitzant la selecció única de PTFE, però un cop s'utilitza el PTFE, el cost és car i el subministrament és limitat.
Quan el capità James T. Kirk va conèixer el klindong en l'entrenament de simulació de Xiaolin Pill, es va trobar amb una situació que estava destinada a desafiar i finalment va triar fer trampes. Els dissenyadors de circuits actuals són realment afortunats, no han d'enganyar, perquè els espais en blanc entre el rendiment i el cost de FR-4 i PTFE s'han omplert amb moltes sèries noves de materials de substrat, aquests materials tenen un rendiment diferent en circuits d'alta freqüència i alta velocitat. . . Una nova generació de materials fa que el dissenyador escolliu un substrat més flexible, no perquè sigui necessari per satisfer el rendiment global del rendiment global o un alt cost.
El mateix FR-4 té un gran progrés. Inicialment, el FR-4 només tenia un nivell, i el FR-4 actual cobreix diferents naturalesa i composició química. Els materials FR-4 recents també es van dividir en FR-4.0 i FR-4.1 (corresponent a retardants de flama bromats i retardants de flama bromats), perquè la gent es va adonar que tots els materials FR-4 eren iguals, i l'efecte obtingut per una variant ja no representa altres variants. "Jim, això és el FR-4, però el FR-4 el coneixem!"
Malgrat els grans canvis en la indústria de PCB en els darrers anys, espero que trobeu i desenvolupeu de manera activa solucions materials futures com jo. Espero que viurem en el viatge de la no arribar a la situació prematura, pròspera.
