1. מדדי ביצועים מפתח PCB
תכונות פיזיקליות: חוזק קילוף/מקדם התפשטות תרמית/חוזק קילוף
תכונות כימיות: Tg/Td/Z-CTE
ביצועים חשמליים: קבוע דיאלקטרי / אובדן דיאלקטרי / עיכוב בעירה
ביצועים סביבתיים: ספיגת מים/התנגדות CAF/CTI
2. טמפרטורת מעבר זכוכית Tg
טמפרטורת מעבר הזכוכית Tg היא פרמטר אופייני חשוב לחומרי PCB, המתייחס לטמפרטורה שבה החומר עובר ממצב זגוגי למצב גומי. כאשר הטמפרטורה מתחת ל-Tg, חומר ה-PCB נמצא במצב זכוכית קשיח; כאשר הטמפרטורה גבוהה מ-Tg, החומר יהפוך לרך וגמיש כמו גומי, בעל תכונות דפורמציה הפיכות.
סיווג תקן IPC:
גדול או שווה ל-130 מעלות Tg נמוך
גדול או שווה ל-150 מעלות ב-Tg
Tg גבוה יותר או שווה ל-170 מעלות
השפעה על השימוש ב-PCB: Tg יכול להשפיע על ה-Z-CTE, עיוות בטמפרטורה גבוהה, יציבות ממדית ותכונות אחרות של החומר.
3. מקדם התפשטות תרמית
מקדם ההתפשטות התרמית (CTE) של PCB הוא פרמטר חשוב למדידת היציבות הממדית של חומרים תחת שינויי טמפרטורה. מקדם ההתפשטות התרמית מחולק למקדמי ההתפשטות התרמית של ציר X, ציר Y וציר Z, בדרך כלל מתייחסים למקדם ההתפשטות של ציר Z, מכיוון שיש לו את ההשפעה הגדולה ביותר על מהימנות החומר. באופן ספציפי, CTE מתאר את היחס בין השינוי באורך החומר לשינוי טמפרטורת יחידה לבין האורך המקורי. עבור חומרי PCB, מקדם ההתפשטות התרמית הליניארי משמש בדרך כלל למדידת השינוי הליניארי בגודל במהלך שינויי טמפרטורה.
4. טמפרטורת פירוק תרמי Td
טמפרטורת הפירוק התרמי Td מתייחסת לטמפרטורה שבה חומרי PCB מתחילים להתפרק בטמפרטורות גבוהות. זהו גם אחד הפרמטרים החשובים לפיתוח תהליכי החלפת PCB חמים.
טמפרטורת הפירוק התרמי של חומרי PCB יכולה להשפיע על יציבותם ותוחלת החיים שלהם בטמפרטורת העבודה. אם טמפרטורת הפירוק התרמי של חומרי PCB נמוכה, הם מועדים לפירוק וחמצון בטמפרטורות גבוהות, מה שמוביל לפירוק וכשל בתכונות החומר. לכן, בעת בחירת חומרי PCB, יש צורך לשקול את טמפרטורת הפירוק התרמי שלהם כדי להבטיח את יציבותם ותוחלת החיים שלהם בטמפרטורת העבודה.
5. חוזק קילוף נייר כסף
חוזק קילוף הוא מדד לכוח ההתקשרות בין מוליך לחומר המצע. העובי של רדיד הנחושת ישפיע על ערך חוזק הקליפה של הבדיקה, ברירת המחדל היא 1oz עבה של נחושת.
חוזק הקליפה של רדיד נחושת הוא אחד האינדיקטורים החשובים להערכת איכות ה-PCB. מבחן חוזק הקליפה מתייחס בדרך כלל למבחן חוזק ההדבקה בין רדיד נחושת למצע או בין רדיד נחושת לסרט השחמה. באמצעות מכונת בדיקת מתיחה אוניברסלית למתיחה אנכית של נייר נחושת בקצב מסוים, מזהים את ערך הכוח במהלך קילוף נייר הנחושת מהמצע ומחושבים את חוזק הקילוף.
6. ספיגת מים והיגרוסקופיות
גורמים משפיעים: ספיגת המים וההיגרוסקופיות של PCB מושפעות בעיקר מהרכב החומרים ומתהליך הייצור שלו. לדוגמה, חומרי PCB מסוימים עשויים להכיל קבוצות הידרופיליות או מבני נקבוביות, אשר יכולים להגביר את ספיגת המים וספיגת הלחות של PCBs.
השפעת ביצועים: כאשר PCB סופג לחות, פרמטרי הביצועים העיקריים שלו כגון קבוע דיאלקטרי ומקדם התפשטות תרמית עשויים להשתנות. שינויים אלו עלולים לגרום לעיכובים או עיוותים בהעברת האות, ובכך להשפיע על הביצועים של המכשיר האלקטרוני כולו.
בעיית אמינות: PCB החשופים לסביבות לחות גבוהה במשך זמן רב עלולים לספוג מים ולהתרחב, מה שיוביל לשינויי גודל, עיוותים או סדקים. בעיות אלו לא רק משפיעות על דיוק ההתקנה של רכיבים אלקטרוניים, אלא עלולות גם לגרום לכשלים במעגלים ולהפחית את האמינות של מכשירים אלקטרוניים.
אמצעי הגנה: על מנת להפחית את ספיגת המים וספיגת הלחות של PCB, ניתן לנקוט כמה אמצעי הגנה. לדוגמה, ציפוי ציפוי עמיד למים על פני השטח של PCB או שימוש בחומרים בעלי ספיגת לחות נמוכה. בנוסף, במהלך תהליך התכנון והייצור, יש לשקול היטב את סביבת היישום ותנאי הלחות של PCB, ולבחור חומרים ותהליכים מתאימים.
7. עיכוב בעירה
עיכוב בעירה של PCB הוא אינדיקטור ביצועים חשוב המשמש להערכת מאפייני הבעירה של חומרים לאחר הצתת הלהבה. בהתאם למאפיינים השונים של מעכב בעירה, ניתן לחלק את ה-PCB לשלוש רמות: V-0, V-1 ו-V-2.
8. קבוע דיאלקטרי
הקבוע הדיאלקטרי של שרף קטן מזה של בד זכוכית, וככל שתכולת השרף עולה, הקבוע הדיאלקטרי יורד.
הקבוע הדיאלקטרי הוא פרמטר חשוב למדידת התכונות החשמליות של חומרי בידוד, באופן ספציפי, הוא מייצג את הרשותיות היחסית של חומר הבידוד הממולא בין לוחות האלקטרודה של קבלים. ככל שהקבוע הדיאלקטרי גדול יותר, כך ביצועי הבידוד טובים יותר.
9. גורם הפסד
גורם האובדן (הידוע גם כמשנג הפסד או משיק זווית הפסד) הוא פרמטר המתאר את אובדן האנרגיה של חומר בפעולת שדה חשמלי. ככל שגורם ההפסד גדול יותר, כך אובדן האנרגיה של החומר בפעולת שדה חשמלי גבוה יותר.
בנוסף, לתהליך הייצור של PCBs יכולה להיות השפעה גם על גורם ההפסד. לדוגמה, לגורמים כמו טיפול פני השטח, תהליך למינציה ועובי נייר הנחושת של PCBs יכולים להיות השפעה מסוימת על גורם ההפסד. לכן, ביישומים מעשיים, יש צורך לבחור חומרי PCB ופרמטרים מתאימים לתהליך בהתבסס על דרישות יישום ספציפיות ודרישות תהליך ייצור כדי להפחית את גורמי ההפסד ולשפר את הביצועים והאמינות של המעגל.
10. ביצועי התנגדות CAF
עמידות ה-CAF של PCB מתייחסת ליכולתו להתנגד לנדידת יונים, במיוחד בסביבות לחות. CAF, הידוע גם בשם Conductive Anodic Filament, היא תגובה אלקטרוכימית המתרחשת בסביבה לחה, הגורמת להיווצרות תעלה מוליכה בין האנודה לקתודה במעגל, המובילה לקצר חשמלי.
11. מדד עמידות בפני דליפה CTI
מדד ההתנגדות לדליפה של PCB (CTI) מתייחס לערך המתח הגבוה ביותר שבו משטח חומר בידוד מוצק יכול לעמוד בפני 50 טיפות של אלקטרוליט מבלי ליצור סימני דליפה בפעולה משולבת של שדה חשמלי ואלקטרוליט, המתבטאת ב-V. בודק עקבות נגד דליפה המשמש לבדיקת CTI מורכב מהתקן אספקת מתח, שתי אלקטרודות מלבניות בחתך רוחב של 2 מ"מ x 5 מ"מ עשויות פלטינה, שיפוע בזווית של 30 מעלות בקצה אחד של האלקטרודה, ומחט טיפה להוספת אלקטרוליט.