-40도에서 작동하려면 어떤 종류의 PCB 재료를 선택해야합니까?

-40도 (섭씨 40도)에서 작동하도록 PCB 회로를 설계해야합니다. 일반적으로 FR-4 PCB 보드를 실온에서 사용합니다. 그러나 FR-4 PCB의 온도는 -30도 이하에서 문제가있을 수 있다는 " FR-4 PCB의 최소 온도는 얼마입니까? "라는 질문에서 배웠습니다 .

그렇다면 이러한 저온을 처리 할 수있는 PCB 재료의 종류는 무엇입니까?

pcb temperature

— Billyzhao
소스

-40 ° C ~ 85 ° C는 부품 및 특히 모듈 (여기서는 PCB와 관련하여)에 대해 매우 일반적인 온도 범위 (일반적으로 "산업"이라고하지만 다른 mfc는 다른 경계를 가짐)입니다. 내가 근무했던 이전 회사 (주로 자동차 유형 모듈을 만든 회사)에서 모두 bog 표준 FR-4를 사용했습니다.

— Nick T

답변:

나는 4K에서 FR4를 사용했고 다른 사람들은 훨씬 낮은 온도에서 사용했습니다.

물리적 특성은 저온에서 약간 내리막 길을 거치지 만 박리와 같은 보드 고장은 단순히 저온에 노출 되어도 발생하지 않습니다. 링크 된 답변에 언급 된 샤르피 테스트는 충격에 대한 노치 된 시편의 강도 측정입니다 (스트레스 라이저를 추가 한 다음 기본적으로 망치로 치십시오). 기계적인 환경이 열악한 경우에는 충격 강도를 낮추고 두꺼운 보드를 사용하거나 더 잘지지해야합니다.

열팽창 계수의 차이로 인한 솔더 조인트 고장은 특히 무연 솔더 및 대형 BGA 패키지와 같은 것들에서 요인이 될 수 있습니다.

-40 ° C는 전 세계 일부 지역에서 기쁜 날이며 -55 ° C는 군용 온도 범위의 하한이며 두 한계 모두 에폭시 유리 보드의 정상 범위 내에 있으며 합리적으로 충분합니다. 해당 온도에서 사양을 보장하는 고가의 구성품 (특히 -40).

— 페페 페니
소스

감사합니다! 4K는 -269도 섭씨를 의미합니까? 그리고 저온에 오랫동안 노출 되어도 잘 작동합니까?

— billyzhao

@billyzhao 네, 맞습니다. 물론 우리는 cryostat 내부의 망치로 그것을 쏘지 않습니다.

— Spehro Pefhany 2016 년

어떻게 4K보다 "훨씬 낮습니까"?

— crocboy 2016 년

@crocboy 분명히 <4도 낮게 갈 수는 있지만 일부 숫자는 켈빈 한 자릿수로 크게 바뀝니다. 구리 수준의 저항이 RRR로 떨어지고 열 용량이 급격히 떨어집니다. 4.2K보다 밀리 켈에 도달하기가 훨씬 어렵습니다.

— Spehro Pefhany

전에는 언급하지 않았지만,이 온도에서는 주석 해충 이 문제가 될 수 있습니다. 무연 솔더 문제를 암시하지만 이것은 열팽창 미스 매치보다 훨씬 심각한 문제입니다. 추운 온도에서 짧은 서비스 기간 동안 주석 해충은 발생하지 않을 것입니다. 그러나 지속적으로 -40 ° C이면 확실히 발생합니다.

— Oleksandr R.

세라믹 인쇄물을 사용할 수 있습니다 (예 : 여기 참조) . 물론 비용이 많이 들고 특별한 툴링이 필요할 수 있으며, 개인적 경험이 없다고 말해야합니다. 그러나 극한 온도에서 작동해야하는 회로의 일반적인 솔루션입니다.

응용 프로그램에서이를 완전히 배제하지 않으면 가열 된 인클로저 사용을 고려할 수도 있습니다. 비용이 덜 들고 기존 재료와 기술을 사용할 수 있습니다.

— 올렉산드르 R.
소스

내 솔루션은 FR-4 PCB를 절연 밀폐형 인클로저에 넣고 최소 20 도의 절연 구배 로 감싸는 것입니다 . 온도 제어가 더 필요한 경우 양방향 가열 / 냉각 장치를 추가합니다. 이런 식으로 인클로저 외부 온도가 더 높아져 인클로저 내부 온도에 영향을 미치지 않습니다. 이 방법은 또한 큰 로컬 PCB 온도 변화를 피 합니다.

— 길
소스