temperatura máxima de rastreo en FR-4

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¿Cuál es la temperatura máxima que recomendaría para una traza aislada en la superficie de FR-4? (Es decir: no es una pista de capa interna). ¿Hay alguna recomendación de IPC? ¿Realmente importa si ha pasado la temperatura de transición vítrea ? (¿Cuál es este valor para FR-4? Wikipedia dice "por encima de 120C".) Quiero decir, incluso si es suave, ¿la pista seguirá siendo de alta confiabilidad? 'Suponga que lo que estoy buscando es un conjunto de curvas MTTF vs. temperatura (vs. área de trazado), pero se alientan las conjeturas experimentadas.

Esto es útil cuando se calculan los anchos de trazas frente al aumento de temperatura. Siempre he limitado los rastros a menos de aproximadamente 100C o lo que las partes conectadas puedan manejar.

[Para el Mech-E, Chem-E y Mat-E: supongo que la pregunta puede reducirse a la intersección del esfuerzo cortante entre el cobre y el FR-4 causado por diferencias en la expansión térmica, que estarían relacionadas con el ancho de vía , y la disminución en el módulo de corte a medida que aumenta la temperatura.]

pcb tyblu
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Me pregunto si habría un problema al ejecutar una traza de 150C en una placa, y luego expandirla 1 cm más o menos desde un pin IC que requiere una temperatura más baja. Problemas distintos de la integridad de la señal (cambio de impedancia). Tendré que probarlo.
tyblu
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No es tanto el esfuerzo cortante. Lo que duele es que la resina (orgánica) del material FR4 comenzará a degradarse y arder a temperaturas elevadas. Para aplicaciones de alta temperatura, use material de tablero de cerámica.
zebonaut

Respuestas:

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Esta no es mi área de especialización, por lo que no puedo señalarle ningún dato MTBF, pero trabajo con herramientas que operan habitualmente en entornos de hasta 175 ° C, por lo que puedo decirle por experiencia lo que tengo cuidado.

  1. Reguladores de tensión con protección térmica. Estos generalmente cortan alrededor de 125 ° C.
  2. Soldar. Depende de la relación plomo / estaño, esto puede variar mucho. Debe verificar la calificación de cada tipo, pero generalmente puede obtener soldadura que no se derrita hasta alrededor de 220 ° C
  3. Los componentes varían mucho. Tienes que leer las hojas de datos cuidadosamente. Por ejemplo, un microcontrolador podría estar calificado para funcionar a 125 ° C, pero eso es 100 MHz. Si solo lo ejecuta a 12 MHz, podría funcionar mucho más caliente. Hay un buen artículo aquí que habla un poco más sobre esto.

No he tenido ningún problema con los rastros que se separan de los tableros antes de que ocurrieran estos otros fallos.

semaj
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¡La opinión experimentada es la última palabra! Empujaré las trazas de temperatura cuando sea necesario, luego (estrechando, etc.). El artículo parece una buena lectura.
tyblu
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AFAIK, las normas de seguridad (por ejemplo, UL) requieren que la temperatura en las uniones y trazas de soldadura sea inferior a 130 ° C para el material FR-4 normal.

Las partes individuales pueden calentarse (p. Ej., Un MOSFET o diodo en un TO220), pero las juntas de soldadura (y las trazas) deben estar a 130 ° C o menos.

Esta temperatura máxima de 130 ° C parece ser razonable no solo con respecto a las aprobaciones de seguridad, sino también con respecto a lo que la placa realmente puede tomar. He sacado tablas de la cámara climática con lecturas de temperatura de algunas partes en ca. 170 ° C, y dames en heren, ¡ese olor era malo y ese tablero era negro!

zebonaut
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Supongo que es para intervalos más largos, porque prácticamente todas las placas FR-4 de hoy pasan por un horno de reflujo a al menos 250 ° C antes del envío.
tubería
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Sospecho que hará que cualquier CI en la placa sea inútil debido a la alta temperatura mucho antes de que el cobre y el FR-4 se conviertan en un problema.

Peter Loron
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Algunos circuitos integrados están clasificados para altas temperaturas: diodo Schottky 150C (APT60S20); 200C temp. sensor (LM95172; $$!); Fuente de 150C cc (PSSI2021SAY; BJT); 160C SMPS FET (FS6S1565RB); 225C lineal reg. (HTPLREG).
tyblu