-40 डिग्री सेंटीग्रेड पर काम करने के लिए मुझे पीसीबी की किस तरह की सामग्री का चयन करना चाहिए?

Question

मुझे -40 डिग्री सेंटीग्रेड पर (या नीचे भी) काम करने के लिए एक पीसीबी सर्किट डिजाइन करने की आवश्यकता है। आम तौर पर, मैं कमरे के तापमान पर FR-4 PCB बोर्ड का उपयोग करता हूं। हालांकि, मैंने सवाल से सीखा है " FR-4 PCB के लिए न्यूनतम तापमान क्या है? " FR-4 PCB में -30 डिग्री सेंटीग्रेड से नीचे की समस्याएं हो सकती हैं।

तो किस तरह की पीसीबी सामग्री ऐसे कम तापमान को संभाल सकती है?

Comments

-40 ° C से 85 ° C एक अत्यंत सामान्य तापमान रेंज है (आमतौर पर "औद्योगिक" कहा जाता है, लेकिन घटकों और विशेष रूप से मॉड्यूल के लिए अलग-अलग mfcs में अलग-अलग सीमाएं हैं) (जैसा कि हम यहां पीसीबी के बारे में चिंतित हैं)। पिछली कंपनियों में मैंने काम किया है (जो ज्यादातर ऑटोमोटिव-टाइप मॉड्यूल बनाते हैं), सभी ने बोग-स्टैंडर्ड FR-4 का इस्तेमाल किया।

— निक टी

Answer 1

मैंने 4K पर FR4 का उपयोग किया है और अन्य लोगों ने इसे बहुत कम तापमान पर उपयोग किया है।

कम तापमान पर भौतिक विशेषताएं कुछ हद तक कम हो जाती हैं, लेकिन बोर्ड की विफलता जैसे कि आम तौर पर ठंडे तापमान के संपर्क में आने से नहीं होती है। आपके लिंक किए गए उत्तर में वर्णित चरपरी परीक्षण झटके के लिए एक नोकदार नमूने की ताकत का एक उपाय है (एक तनाव राइजर जोड़ें, फिर इसे हथौड़ा से मूल रूप से अजीब करें)। यदि आप एक गंभीर यांत्रिक वातावरण में हैं, तो आपको कम प्रभाव शक्ति पर विचार करना होगा और एक मोटा बोर्ड का उपयोग करना होगा या इसका बेहतर समर्थन करना चाहिए।

थर्मल विस्तार के गुणांक में अंतर के कारण सोल्डर संयुक्त विफलता एक कारक हो सकती है, विशेष रूप से सीसा रहित मिलाप और बड़े वीजीए पैकेज जैसी चीजों के साथ।

-40 ° C दुनिया के कुछ हिस्सों में सिर्फ एक दिन है, और -55 ° C सैन्य तापमान सीमा का निचला छोर है, दोनों सीमाएं एपॉक्सी-ग्लास बोर्डों की सामान्य सीमा के भीतर हैं, और काफी कारण हैं। -उपलब्ध घटक जो उन तापमान (विशेष रूप से -40) पर विशिष्टताओं की गारंटी देते हैं।

Comments

धन्यवाद! 4K का मतलब है -269 डिग्री सेंटीग्रेड? और यह लंबे समय तक इतने कम तापमान के संपर्क में भी अच्छा काम करता है?

— बिलीजाओ

@ बिलीज़ो हां, यह सही है। बेशक हम इसे क्रायोस्टेट के अंदर हथौड़े से नहीं मार रहे हैं।

— स्पेरो पेफेनी

एक 4K से "बहुत कम" कैसे जाता है?

— मगरमच्छ

@ क्रोकबॉय आप केवल <4 डिग्री कम, स्पष्ट रूप से जा सकते हैं, लेकिन एकल अंक केल्विन के माध्यम से कुछ चीजें काफी बदल जाती हैं। आरआरआर से तांबे के स्तर की प्रतिरोधकता, ऊष्मा की क्षमता तेज़ी से गिरती है आदि। यह 4.2K की तुलना में मिलिकेल्विन के लिए बहुत कठिन है।

— स्पायरो पेफेनी

मैं पहले इसका उल्लेख करना भूल गया था, लेकिन: इन तापमानों पर , टिन कीट की समस्या होगी। आप लीड-फ्री सोल्डर की समस्याओं से जूझते हैं, लेकिन थर्मल विस्तार बेमेल की तुलना में यह कहीं अधिक गंभीर मुद्दा है। ठंडे तापमान पर सेवा की छोटी अवधि के लिए, टिन कीट शायद कभी विकसित नहीं होंगे, लेकिन अगर यह -40 डिग्री सेल्सियस पर लगातार होता है, तो यह निश्चित रूप से होगा।

— ओलेकेंड्र आर।

Answer 2

आप एक सिरेमिक सब्सट्रेट का उपयोग कर सकते हैं: उदाहरण के लिए यहां देखें । बेशक यह महंगा होगा, और विशेष टूलींग की आवश्यकता हो सकती है, और मुझे यह कहना चाहिए कि इन के साथ कोई व्यक्तिगत अनुभव नहीं है। लेकिन यह सर्किट के लिए सामान्य समाधान है जो तापमान के चरम पर काम करना चाहिए।

यदि यह एप्लिकेशन द्वारा पूरी तरह से खारिज नहीं किया जाता है, तो आप गर्म बाड़े का उपयोग करने पर भी विचार कर सकते हैं। यह कम खर्चीला होगा और आपको पारंपरिक सामग्रियों और तकनीकों का उपयोग करने की अनुमति देगा।

Answer 3

मेरे समाधान होगा संलग्न मैं एक द्वि-दिशात्मक हीटिंग / ठंडा डिवाइस जोड़ना होगा एक विद्युत-रोधित भली भांति बंद बाड़े में FR-4 पीसीबी, कम से कम 20 डिग्री सेल्सियस से एक इन्सुलेशन ढाल के साथ अधिक तापमान नियंत्रण आवश्यक है, तो। इस तरह, बाड़े के बाहर का तापमान अधिक चरम हो सकता है और फिर भी बाड़े के अंदर के तापमान को प्रभावित नहीं कर सकता है। यह विधि बड़े स्थानीय पीसीबी तापमान ग्रेडिएंट्स से भी बचती है।