PCB ชนิดใดที่ฉันควรเลือกทำงานที่อุณหภูมิ -40 องศาเซลเซียส

ฉันต้องออกแบบวงจร PCB เพื่อทำงานที่ (หรือต่ำกว่า) -40 องศาเซนติเกรด โดยปกติฉันใช้บอร์ด PCB FR-4 ที่อุณหภูมิห้อง อย่างไรก็ตามฉันได้เรียนรู้จากคำถามที่ว่า " อุณหภูมิต่ำสุดของ FR-4 PCB คืออะไร " ที่ FR-4 PCBs อาจมีปัญหาต่ำกว่า -30 องศาเซ็นติเกรด

ดังนั้นวัสดุ PCB ชนิดใดที่สามารถรองรับอุณหภูมิต่ำได้

ฉันใช้ FR4 ที่ 4K และที่อื่น ๆ ใช้ที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก

ลักษณะทางกายภาพค่อนข้างตกต่ำที่อุณหภูมิต่ำ แต่ความล้มเหลวของคณะกรรมการเช่นการปนเปื้อนมักไม่เกิดขึ้นจากการสัมผัสกับอุณหภูมิเย็น การทดสอบ Charpy ที่อ้างถึงในคำตอบที่เชื่อมโยงของคุณเป็นเครื่องวัดความแข็งแรงของชิ้นงานที่มีรอยบากที่จะทำให้เกิดการกระแทก หากคุณอยู่ในสภาพแวดล้อมเชิงกลที่รุนแรงคุณอาจต้องพิจารณาถึงแรงกระแทกที่ต่ำกว่าและใช้บอร์ดที่หนากว่าหรือรองรับได้ดีกว่า

ความล้มเหลวของข้อต่อประสานเนื่องจากความแตกต่างของสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนอาจเป็นปัจจัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการบัดกรีไร้สารตะกั่วและสิ่งต่าง ๆ เช่นแพ็คเกจ BGA ขนาดใหญ่

-40 ° C เป็นเพียงวันเดียวในบางส่วนของโลกและ -55 ° C เป็นจุดต่ำสุดของช่วงอุณหภูมิทางทหารขีด จำกัด ทั้งสองอยู่ในช่วงปกติของบอร์ดอีพ็อกซี่แก้วและมีมากมายพอสมควร - ชิ้นส่วนที่ผ่านการทดสอบแล้วซึ่งรับประกันคุณสมบัติเฉพาะที่อุณหภูมิเหล่านั้น

คุณสามารถใช้พื้นผิวเซรามิก: เห็นเช่นที่นี่ แน่นอนว่ามันจะมีราคาแพงและอาจต้องใช้เครื่องมือพิเศษและฉันควรจะบอกว่าไม่มีประสบการณ์ส่วนตัวกับสิ่งเหล่านี้ แต่มันเป็นวิธีแก้ปัญหาปกติสำหรับวงจรที่ต้องทำงานที่อุณหภูมิสูงสุด

หากแอปพลิเคชั่นไม่ได้รับการจัดการอย่างสมบูรณ์คุณอาจพิจารณาใช้กล่องหุ้มที่อุ่น สิ่งนี้จะมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าและจะช่วยให้คุณใช้วัสดุและเทคนิคแบบดั้งเดิมได้

วิธีแก้ปัญหาของฉันคือการใส่ PCB FR-4 ในฉนวนสุญญากาศที่มีการไล่ระดับสีฉนวนอย่างน้อย 20 องศาเซลเซียสหากต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นฉันจะเพิ่มอุปกรณ์ทำความร้อน / ทำความเย็นแบบสองทิศทาง ด้วยวิธีนี้อุณหภูมิภายนอกตู้อาจสูงขึ้นมากและยังคงไม่ส่งผลกระทบต่ออุณหภูมิภายในตู้ วิธีนี้ยังหลีกเลี่ยงการไล่ระดับอุณหภูมิ PCB ในพื้นที่ขนาดใหญ่