Який матеріал друкованої плати потрібно вибрати для роботи при температурі -40 градусів?

Мені потрібно розробити схему друкованої плати для роботи при (або навіть нижче) -40 градусах. Зазвичай я використовую плату друкованої плати FR-4 при кімнатній температурі. Однак з питання " Яка мінімальна температура для ПЛ FR-4? " Я дізнався, що на ПХД FR-4 можуть виникнути проблеми нижче температури від -30 градусів.

Отже, який матеріал PCB може впоратися з такою низькою температурою?

pcb temperature

— білліжао
джерело

Від -40 ° C до 85 ° C - це надзвичайно поширений температурний діапазон (зазвичай його називають "промисловим", але різні mfcs мають різні межі) для компонентів і, зокрема, модулів (як нас тут турбують друковані плати). У попередніх компаніях, в яких я працював (які в основному виготовляли модулі автомобільного типу), всі використовували болотний стандарт FR-4.

— Нік Т

Відповіді:

Я використовував FR4 в 4K, а інші використовували його при набагато нижчих температурах.

Фізичні характеристики йдуть трохи під гору при низьких температурах, але несправність на борту, наприклад, розшарування, як правило, не відбувається від простого впливу холодних температур. Тести Чарпі, про які йдеться у вашій відповідній відповіді, - це міра міцності зрізаного зразка до удару (додайте, в основному, підйомний набір напруги, а потім побийте його молотком). Якщо ви знаходитесь у важких механічних умовах, можливо, вам доведеться врахувати меншу ударну міцність і використовувати більш товсту дошку або краще підтримувати її.

Відмова паяного з'єднання через різницю в коефіцієнті теплового розширення може бути фактором, особливо для припою без свинцю та таких речей, як великі пакети BGA.

-40 ° C - просто примхливий день у деяких куточках світу, а -55 ° C - нижній кінець військового діапазону температур, обидва межі знаходяться в межах нормального діапазону епоксидно-скляних дощок, і досить багато розумно -доступні компоненти, які мають гарантовані характеристики при таких температурах (особливо -40).

— Спехро Пефаній
джерело

Дякую! 4K означає -269 градусів Цельсія? І це добре працює навіть піддаючись такій низькій температурі тривалий час?

— billyzhao

@billyzhao Так, це правильно. Звичайно, ми не стукаємо його молотком всередині кріостата.

— Spehro Pefhany

Як можна перейти "набагато нижче", ніж 4К?

— крокодил

@crocboy Ви можете перейти лише на 4 градуси нижче, очевидно, але деякі речі суттєво змінюються через одноцифровий Кельвін. Опір рівня міді від RRR, теплоємність швидко падає і т. Д. До мілікільвінів добиратись набагато складніше, ніж 4,2 К.

— Spehro Pefhany

Я забув згадати це раніше, але: при цих температурах шкіряний шкідник , ймовірно, буде проблемою. Ви натякаєте на проблеми з припоєм без свинцю, але це набагато серйозніша проблема, ніж невідповідність теплового розширення. За короткої тривалості служби при холодних температурах шкідливий шкідник, ймовірно, ніколи не розвинеться, але якщо він постійно знаходиться при температурі -40 ° C, це, безумовно, буде.

— Олександр Р.

Можна використовувати керамічну підкладку: див., Наприклад, тут . Звичайно, це буде дорого і може зажадати спеціальних інструментів, і я повинен сказати, що не маю особистого досвіду з цим. Але це звичайне рішення для ланцюгів, які повинні працювати в граничних температурах.

Якщо додатком це абсолютно не виключено, ви також можете скористатися опалювальним корпусом. Це буде менш затратно і дозволить використовувати звичайні матеріали та методи.

— Олександр Р.
джерело

Моє рішення полягатиме в тому, щоб закрити друковану плату FR-4 в ізольованому герметичному корпусі з градієнтом ізоляції принаймні 20 градусів С. Якщо потрібен додатковий контроль температури, я би додав двонаправлений нагрівальний / охолоджувальний прилад. таким чином, температура поза кожухом може бути більш екстремальною і все ж не впливати на температуру всередині корпусу. Цей метод також дозволяє уникнути великих локальних градієнтів температури ПХБ .

— Чайка
джерело