Новости PCB - Устав консорциума O-RAN описывает, как сетевое взаимодействие в

Выделение газов из материалов - это проблема, которую стоит изучить для любого электронного оборудования, предназначенного для использования в условиях высокого вакуума. Термин "дегазация" относится к выделению газов, удерживаемых внутри твердых материалов, таких как материалы высокочастотных печатных плат.С быстрым развитием аэрокосмической промышленности (космической отрасли), приложений 5G, медицинских систем и других отраслей промышленности все больше и больше отраслей начинают обращать внимание на дегазационные характеристики материала и выдвигать особые требования к квоте. В оборудовании космического базирования газы, выделяющиеся из материалов, могут конденсироваться на оборудовании, таком как объективы фотоаппаратов, что приводит к их неработоспособности. Больницы и медицинские организации также должны исключить использование материалов, которые могут выделять газы, для обеспечения стерильности окружающей среды.

В условиях абсолютного вакуума дегазация (также известная как дегазация газов) материалов может привести к снижению производительности датчиков с зарядовой связью (ПЗС) в космических зондах. Это побудило НАСА разработать строгие процедуры оценки материалов на газовыделение перед их использованием в вакуумных установках. Например, программа испытаний НАСА SP-R-0022A используется для тестирования композитных материалов, таких как материалы для печатных плат. ASTM International, ведущая организация по стандартизации материалов, опубликовала ряд соответствующих стандартов (например, ASTM E595-07) для измерения определенных ключевых параметров материалов, таких как общая потеря массы (TML), количество собранных летучих конденсирующихся материалов (CVCM), с целью оценки различных изменений в эксплуатационных характеристиках различных материалов в результате дегазации в условиях вакуума. Центр космических полетов имени Годдарда НАСА (GSFC) уже давно придерживается политики отбора материалов с наименьшим уровнем газовыделения в качестве предпочтительных материалов для космических аппаратов и космических применений. Испытания проводятся в соответствии со стандартом ASTM E595-07, который описывает метод испытаний для оценки изменения массы образца в течение 24 часов при температуре +125°C в условиях вакуума. Целевое количество TML, приемлемых для НАСА, составляет менее 1%, а целевое количество CVCM - менее 0,1%.

Использование термина "вакуум" в этих испытаниях несколько субъективно.Согласно стандарту, испытания не обязательно проводятся при абсолютном разрежении, и типичные значения разрежения обычно составляют 10-12 Па (10-14 Торр). На практике стандарты, используемые ASTM, указывают только на то, что уровень вакуума для испытаний TML и CVCM при температуре +125°C в течение 24 часов должен составлять менее 7 х 10-3 Па (5 х 10-5 Торр). Испытания обычно проводятся при температурах не менее чем на +30°C выше обычных рабочих температур, чтобы ускорить продление срока службы материала.

Высокочастотная печатная плата

Согласно стандарту испытаний, после 24-часового испытания в вакууме/при высокой температуре образец следует снова взвесить при температуре +23°C и относительной влажности 50%, чтобы свести к минимуму влияние водяного пара на точность измерений. В течение 24-часового периода нагревания образцы помещают в стеклянную посуду и должны быть взвешены в течение 2 минут после вскрытия стеклянных флаконов, чтобы свести к минимуму потерю поглощения водяного пара из-за воздействия неконтролируемой влажности. После измерений TML и CVCM может быть проведено дополнительное тестирование на улавливание водяного пара (WVR). Испытание может проводиться с материалом в его исходном состоянии или в отвержденном состоянии.

Низкий уровень газовыделения обычно связан с высоким качеством материалов и хорошо контролируемыми технологиями производства. Например, различные материалы для печатных плат производства ROGERS Corporation были протестированы в соответствии с процедурой испытаний NASA SP-R-0022A для TML, CVCM и WVR, и было показано, что эти семейства материалов хорошо подходят для применения на космических аппаратах. К таким материалам относятся композиты RT/durroid® на основе смол PTFE и неорганических наполнителей (например, стеклянных или керамических наполнителей и т.д.), а также семейство термостойких углеводородных композитов TMM®.Перед проведением испытаний в соответствии с SP-R-0022A образцы травили до состояния, не содержащего меди, и нагревали в вакууме при температуре +125°C в течение 24 часов. Образцы были размером от 100 до 300 мг и помещены в медные корпуса.Выходные отверстия каждого корпуса нагревались до +125°C, в то время как хромированный коллектор поддерживался при температуре +25°C на расстоянии 12,7 мм от выходного отверстия.

В ходе этих испытаний данные тестов TML и CVCM для материалов печатных плат RT/duroid и TMM во всех случаях были впечатляющими: максимальные рекомендованные NASA значения составили 1,0% и 0,1% соответственно, а для RT/duroid 5880 - ламината со смолой PTFE, наполнителем из стекловолокна и относительной диэлектрическая проницаемость составляет 2,20, значения TML и CVCM составляют 0,03% и 0,00% соответственно.Значения TML и CVCM для материала печатной платы RT/duroid6002 составили 0,02% и 0,01% соответственно, который также был основан на системе смол из ПТФЭ, но с меньшей концентрацией стекловолокна и керамических наполнителей и относительной диэлектрической проницаемостью 2,94.

Для всех протестированных материалов RT/duroid и TMM значения TML были значительно ниже 0,1%, а значения CVCM были равны или близки к нулю. Материалы для печатных плат TMM - это высокосшитые термореактивные углеводородные материалы, характеризующиеся низкими значениями TML и CVCM. Материал печатной платы TMM 3 имеет относительную диэлектрическую проницаемость 3,27, TML - 0,04% и CVCM - 0,00%. Материал печатной платы TMM 10 с более высокой диэлектрической проницаемостью, равной 9,20, имел значение TML 0,06% при сохранении CVCM на уровне 0,00%. Наибольшее значение TML из всех протестированных материалов было получено для полуотвержденного листа 3001, термопластичного сополимера хлорфторуглеродов с относительной диэлектрической проницаемостью 2,28, предназначенного для склеивания нескольких печатных плат на основе ПТФЭ с образованием многослойных схем. Несмотря на это, его тестовое значение TML составило всего 0,13%, что значительно ниже верхнего предела НАСА в 1,0%, а CVCM составил всего 0,01%, что составляет одну десятую от максимального значения, рекомендованного НАСА.

Хотя газовыделение материалов печатных плат не является серьезной проблемой для всех инженеров-схемотехников, газовыделение материалов - непростая задача для тех, кто работает со спутниками и другой аэрокосмической электроникой. Наиболее разумным подходом к материалам для печатных плат является выбор материалов с максимально низкими значениями TML, CVCM и WVR.