উচ্চ টিজি পিসিবি বনাম স্ট্যান্ডার্ড FR4: আপনার ইলেকট্রনিক্সের জন্য কখন প্রিমিয়াম তাপ কর্মক্ষমতা বেছে নেবেন

পিসিবি ডিজাইনের জগতে, সঠিক উপাদান নির্বাচন করা আপনার প্রকল্পটি তৈরি বা ভেঙে দিতে পারে। স্ট্যান্ডার্ড এফআর 4 ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সের ওয়ার্কহর্স ¢ সুলভ, নির্ভরযোগ্য এবং কম তাপের ডিভাইসের জন্য নিখুঁত।কিন্তু যদি আপনার প্রকল্প একটি গরম ইঞ্জিন ডাব মধ্যে বসবাস করে, একটি উচ্চ-ওয়াট LED অ্যারে শক্তি, বা একটি ডেটা সেন্টারে 24/7 চালায়? এই যেখানে উচ্চ TG PCBs আসা। 170 °C + এর একটি গ্লাস রূপান্তর তাপমাত্রা (TG) সঙ্গে (FR4 জন্য 130-140 °C তুলনায়),উচ্চ টিজি পিসিবিগুলি এমন তাপকে হাসছে যা স্ট্যান্ডার্ড বোর্ডগুলিকে নরম বা বাঁকিয়ে দেবেএই গাইড মূল পার্থক্য, বাস্তব বিশ্বের ব্যবহারের ক্ষেত্রে ভেঙে দেয়,এবং একটি ধাপে ধাপে সিদ্ধান্ত প্রক্রিয়া আপনাকে নিখুঁত উপাদান চয়ন করতে সাহায্য করতে কিনা আপনি একটি সহজ রিমোট কন্ট্রোল বা একটি শক্তসমর্থ EV উপাদান নির্মাণ করা হয়.

মূল বিষয়
1.TG = তাপ প্রতিরোধেরঃ উচ্চ TG PCBs (≥170°C) চরম তাপ পরিচালনা করে; স্ট্যান্ডার্ড FR4 (130~140°C) কম তাপের ডিভাইসের জন্য কাজ করে।
2তাপীয় পারফরম্যান্স ফাঁকঃ উচ্চ টিজি 30% ভাল তাপ ছড়িয়ে দেয়, এটি উচ্চ-শক্তির ডিজাইনের জন্য সমালোচনামূলক করে তোলে (ইভি ইনভার্টার, 5 জি এম্প্লিফায়ার) ।
3খরচ বনাম মূল্যঃ FR4 এর খরচ 20~30% কম, কিন্তু উচ্চ TG দীর্ঘমেয়াদে গরম / শক্তিশালী প্রকল্পগুলিতে অর্থ সাশ্রয় করে (কম ব্যর্থতা, কম পুনর্বিবেচনা) ।
4যান্ত্রিক শক্তিঃ উচ্চ টিজি সোলাইডিং এবং তাপ চক্রের সময় বিকৃতি প্রতিরোধ করে শিল্প / মোটরগাড়ি ব্যবহারের জন্য আদর্শ।
5. সিদ্ধান্তের নিয়মঃ আপনার প্রকল্পটি >150 °C এ পৌঁছলে উচ্চ টিজি চয়ন করুন, >50W শক্তি ব্যবহার করে, বা 10+ বছরের নির্ভরযোগ্যতার প্রয়োজন; FR4 ভোক্তা গ্যাজেটের জন্য যথেষ্ট।

স্ট্যান্ডার্ড এফআর৪ কী?
FR4 (Flame Retardant 4) একটি কারণের জন্য সবচেয়ে সাধারণ PCB উপাদানঃ এটি খরচ, শক্তি, এবং মৌলিক তাপ কর্মক্ষমতা ভারসাম্য। ইপোক্সি রজন দ্বারা impregnated ফাইবারগ্লাস কাপড় থেকে তৈরি,এটি এমন ডিভাইসগুলির জন্য যা তাপসীমা অতিক্রম করে না.

স্ট্যান্ডার্ড FR4 এর মূল বৈশিষ্ট্য
FR4 এর শক্তি হ'ল নিম্ন থেকে মাঝারি চাহিদার জন্য এর বহুমুখিতাঃ

স্ট্যান্ডার্ড FR4 এর সাধারণ ব্যবহার
FR4 দৈনন্দিন ইলেকট্রনিক্স প্রকল্পে সর্বত্র রয়েছে যেখানে তাপমাত্রা ন্যূনতম এবং খরচ একটি অগ্রাধিকারঃ
a.ভোক্তা উপকরণঃ রিমোট কন্ট্রোল, স্মার্ট টিভি, গেম কনসোল এবং রান্নাঘরের যন্ত্রপাতি (যেমন, একটি টোস্টারের নিয়ন্ত্রণ বোর্ড, যা খুব কমই 80°C অতিক্রম করে) ।
b.Low-power IoT devices: স্মার্ট থার্মোস্ট্যাট, মোশন সেন্সর এবং Wi-Fi রাউটার (বেশিরভাগই 40 ̊60°C এ কাজ করে) ।
c. হবি প্রকল্পঃ আরডুইনো শিল্ড, বেসিক এলইডি স্ট্রিপ এবং স্কুল ইলেকট্রনিক্স কিট (কোনও চরম তাপ বা শক্তি নেই) ।
d.অ-সমালোচনামূলক শিল্প যন্ত্রাংশঃ কম শক্তির মোটরগুলির জন্য কারখানার নিয়ন্ত্রণ প্যানেল (ক্লাইমেটেড সুবিধাগুলিতে শীতল রাখা) ।

উদাহরণঃ একটি স্মার্টফোনের প্রধান পিসিবি FR4 ব্যবহার করে কারণ এর SoC (সিস্টেম অন চিপ) FR4 এর TG এর তুলনায় 60 ̊80 ̊C ঊর্ধ্বে চলে। ফোনের কেস এবং তাপ সিঙ্কগুলি তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে,FR4 যথেষ্ট বেশী করে তোলে.

উচ্চ-টিজি পিসিবি কী?
উচ্চ টিজি পিসিবি (উচ্চ গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা পিসিবি এর সংক্ষিপ্ত রূপ) শাস্তি জন্য ডিজাইন করা হয়। তাদের গোপন?একটি সংশোধিত ইপোক্সি রজন (প্রায়শই সিরামিক ফিলার যুক্ত করে) যা তাদের টিজি 170 °C বা তারও বেশি করে তোলেএটি তাপীয় সীমা অতিক্রম করে এমন প্রকল্পগুলির জন্য তাদের অপরিহার্য করে তোলে।

উচ্চ টিজি পিসিবিগুলির মূল বৈশিষ্ট্য

উচ্চ টিজি পিসিবিগুলি তাপ, শক্তি এবং স্থায়িত্বের ক্ষেত্রে FR4 কে ছাড়িয়ে যায়ঃ

উচ্চ টিজিকে অনন্য করে তোলার মূল বৈশিষ্ট্য
a. তাপ প্রতিরোধেরঃ এমনকি 150 °C এ (ইভি ব্যাটারি বিভাগে সাধারণ), উচ্চ টিজি শক্ত থাকে √ FR4 বিকৃত হতে শুরু করবে।
b. সোল্ডারিং স্থিতিশীলতাঃ উচ্চ তাপমাত্রা উপাদানগুলি সোল্ডার করার সময় বিকৃতি হবে না (উদাহরণস্বরূপ, পাওয়ার সাপ্লাইগুলিতে আইজিবিটি) ।
c. দীর্ঘায়ুঃ ′′থার্মাল অ্যাজিং ′′ (পুনরাবৃত্তি গরম / শীতল থেকে উপাদান ভাঙ্গন) ′′10+ বছরের জীবনকালের জন্য সমালোচনামূলক (উদাহরণস্বরূপ, চিকিত্সা ডিভাইস) ।
ঘ. রাসায়নিক প্রতিরোধের ক্ষমতাঃ তেল, শীতল পদার্থ এবং দ্রাবকগুলির প্রতিরোধের ক্ষমতা (গাড়ি বা কারখানার যন্ত্রপাতিগুলির জন্য আদর্শ) ।

উদাহরণঃ একটি 5 জি বেস স্টেশনের পাওয়ার এম্প্লিফায়ারের একটি উচ্চ টিজি পিসিবি তার 180 ডিগ্রি সেলসিয়াসের টিজি থেকে অনেক নিচে 24/7 140 ডিগ্রি সেলসিয়াসে চলে। এটি 10+ বছরের জন্য স্থিতিশীল থাকে, যখন একটি এফআর 4 পিসিবি 3 5 বছরের মধ্যে অবনমিত হবে।

উচ্চ টিজি বনাম স্ট্যান্ডার্ড এফআর 4: একটি ডেটা-চালিত তুলনা
উচ্চ টিজি কখন বেছে নেবেন তা বোঝার জন্য, আসুন সমালোচনামূলক মেট্রিকগুলির মধ্যে পার্থক্যগুলি ভেঙে ফেলিঃ

সমালোচনামূলক তাপীয় ফাঁক
সবচেয়ে বড় পার্থক্য হল প্রতিটি উপাদান কীভাবে সময়ের সাথে সাথে তাপ পরিচালনা করে। আসুন বাস্তব বিশ্বের একটি উদাহরণ নিইঃ একটি 100W LED ফ্লাডলাইট।
a.FR4 PCB: LED ড্রাইভারের তাপ বোর্ডকে FR4 এর TG এর ঠিক উপরে 135 °C এ ঠেলে দেয়। 6 মাসেরও বেশি সময় ধরে বোর্ডটি বাঁকা হয়ে যায়, যার ফলে সোল্ডার জয়েন্টগুলি ফাটতে থাকে। আলো ঝলকানি এবং ব্যর্থ হয়।
b.High TG PCB: একই তাপমাত্রা (135°C) তার 170°C TG এর 35°C নিচে। বোর্ড সমতল থাকে, এবং আলো 5+ বছর ধরে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে।
এই ফাঁকটি হ'ল উচ্চ টিজি তাপ-প্রবণ ডিজাইনের জন্য আলোচনাযোগ্য নয়।

উচ্চ টিজি পিসিবি কখন বেছে নেবেনঃ 3 টি সমালোচনামূলক দৃশ্যকল্প
উচ্চ টিজি কেবল একটি "ভাল" উপাদান নয়, এটি এমন প্রকল্পগুলির জন্য একটি বিশেষ সমাধান যেখানে FR4 ব্যর্থ হবে। এখানে শীর্ষ ব্যবহারের ক্ষেত্রে রয়েছেঃ

1. উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশ
যদি আপনার পিসিবি দীর্ঘস্থায়ী তাপের (≥১৫০°সি) বা তীব্র তাপমাত্রা পরিবর্তনের সংস্পর্শে থাকে, তাহলে উচ্চ টিজি অপরিহার্য। সাধারণ দৃশ্যের মধ্যে রয়েছেঃ
a.অটোমোটিভ আন্ডারহাউসঃ EV ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS), ইঞ্জিন কন্ট্রোল ইউনিট (ECU) এবং ট্রান্সমিশন কন্ট্রোলার (১২০-১৬০ ডিগ্রি সেলসিয়াসে চালিত) ।
b.শিল্প যন্ত্রপাতিঃ কারখানার মোটর, ওয়েল্ডিং সরঞ্জাম এবং চুলা নিয়ন্ত্রক (১৪০ থেকে ১৮০ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত) ।
c.আউটডোর ইলেকট্রনিক্সঃ সৌর ইনভার্টার (সরাসরি সূর্যের আলোতে, 130-150°C) এবং 5G বেস স্টেশন এম্প্লিফায়ার (আরএফ চিপ থেকে তাপ) ।
d.Aerospace: বিমানের জন্য বিমান (তাপমাত্রা -50°C থেকে 120°C পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়) ।

কেস স্টাডিঃ একটি গাড়ি প্রস্তুতকারক তাদের EV BMS এর জন্য FR4 থেকে উচ্চ TG (180 °C) এ স্যুইচ করেছে। ওয়ারেন্টি দাবি 70% হ্রাস পেয়েছে

2. উচ্চ-শক্তি অ্যাপ্লিকেশন
যে উপাদানগুলি প্রচুর পরিমাণে বর্তমান (≥5A) গ্রহণ করে তা উল্লেখযোগ্য তাপ উত্পাদন করে। উচ্চ টিজিএসের আরও ভাল তাপ পরিবাহিতা এবং তাপ প্রতিরোধের এই নকশাগুলি নিরাপদ রাখেঃ
a.পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সঃ ইনভার্টার (ইভি, সৌর), ডিসি-ডিসি রূপান্তরকারী এবং মোটর ড্রাইভার (100500W) ।
b. উচ্চ-ওয়াট এলইডিঃ স্টেডিয়াম লাইট, এলইডি প্রজেক্টর এবং অটোমোবাইল হেডলাইট (50 ¢ 200W) ।
c. ডেটা সেন্টারের হার্ডওয়্যারঃ সার্ভারের পাওয়ার সাপ্লাই এবং জিপিইউ মাদারবোর্ড (২৪/৭, ৮০/১৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াস) ।
ঘ.চিকিৎসা সরঞ্জাম: এমআরআই মেশিনের পাওয়ার মডিউল এবং লেজার থেরাপি সরঞ্জাম (তাপ উৎপন্ন করে এবং ১০ বছরের বেশি সময় ধরে ব্যবহার করতে হয়) ।

কেন FR4 এখানে ব্যর্থ হয়: FR4 এর উপর একটি 200W LED ড্রাইভার ওভারহাইট হবে, যার ফলে ইপোক্সির অবনতি হবে এবং বোর্ডের কাঠামোগত শক্তি হারাবে। উচ্চ টিজি-এর সিরামিক ভরাট রজন স্থিতিশীল থাকে,এমনকি ধ্রুবক তাপ সহ.

3দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতার প্রয়োজনীয়তা
যদি আপনার প্রকল্পটি দশ বছর বা তার বেশি সময় ধরে কাজ করতে হয় (উদাহরণস্বরূপ, মেডিকেল ইমপ্লান্ট, শিল্প নিয়ন্ত্রণ), উচ্চ টিজি এর স্থায়িত্ব বিনিয়োগের মূল্যবানঃ
a.মেডিকেল ডিভাইসঃ পেসমেকার, ইনসুলিন পাম্প এবং ডায়াগনস্টিক সরঞ্জাম (১০-১৫ বছর ধরে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করতে হবে) ।
খ. পরিকাঠামো: ট্রাফিক লাইট, পাওয়ার গ্রিড কন্ট্রোলার এবং তেল রিগ সেন্সর (সেবার জন্য কঠিন, তাই দীর্ঘায়ু গুরুত্বপূর্ণ) ।
গ.অটোমোটিভঃ ইভি উপাদান (গ্যারান্টি প্রায়শই 8-10 বছর স্থায়ী হয়) এবং স্বয়ংক্রিয় যানবাহন সেন্সর (সমালোচনামূলক মুহুর্তে ব্যর্থ হতে পারে না) ।

ডেটা পয়েন্টঃ শিল্প সেন্সরগুলিতে উচ্চ টিজি পিসিবিগুলির ব্যর্থতার হার ১০ বছর পরে <১%