Necesito diseñar un circuito de PCB para trabajar a (o incluso por debajo) -40 grados centígrados. Normalmente, uso la placa PCB FR-4 a temperatura ambiente. Sin embargo, he aprendido de la pregunta " ¿Cuál es la temperatura mínima para los PCB FR-4? " Que los PCB FR-4 pueden tener problemas por debajo de -30 grados centígrados.
Entonces, ¿qué tipo de material de PCB puede soportar una temperatura tan baja?
pcb
temperature
billyzhao
fuente
fuente
Respuestas:
He usado FR4 a 4K y otros lo han usado a temperaturas mucho más bajas.
Las características físicas van un poco cuesta abajo a bajas temperaturas, pero la falla de la placa, como la delaminación, normalmente no ocurre por la simple exposición a temperaturas frías. Las pruebas de Charpy a las que se hace referencia en su respuesta vinculada son una medida de la fuerza de un espécimen con muescas para impactar (agregue un elevador de tensión y luego bátelo con un martillo, básicamente). Si se encuentra en un entorno mecánico severo, es posible que tenga que considerar la menor resistencia al impacto y usar una tabla más gruesa o soportarla mejor.
La falla de la unión de soldadura debido a diferencias en el coeficiente de expansión térmica puede ser un factor, especialmente con soldadura sin plomo y cosas como paquetes BGA grandes.
-40 ° C es solo un día agitado en algunas partes del mundo, y -55 ° C es el extremo inferior del rango de temperatura militar, ambos límites están dentro del rango normal de las placas de vidrio epoxi, y hay un montón de razonablemente componentes con precios disponibles que tienen especificaciones garantizadas a esas temperaturas (especialmente -40).
fuente
Puede usar un sustrato cerámico: consulte, por ejemplo, aquí . Por supuesto, será costoso y puede requerir herramientas especiales, y debo decir que no tengo experiencia personal con estos. Pero es la solución habitual para los circuitos que deben funcionar a temperaturas extremas.
Si la aplicación no lo descarta por completo, también puede considerar usar una caja con calefacción. Esto será menos costoso y le permitirá utilizar materiales y técnicas convencionales.
fuente
Mi solución sería encerrar el FR-4 PCB en un recinto hermético aislado, con un gradiente de aislamiento de al menos 20 grados C. Si se necesita más control de temperatura, agregaría un dispositivo de calentamiento / enfriamiento bidireccional. De esta manera, la temperatura fuera del gabinete puede ser más extrema y no afectar la temperatura dentro del gabinete. Este método también evita grandes gradientes locales de temperatura de PCB .
fuente