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电路板温度高会发生什么?

来源:cltphp     时间:2020/04/01

       热量可能会损坏。印刷电路板(pcb)材料经配制可承受一定量的热量,但是当温度升高到一定限度以上时,电路性能会受到影响,尤其是在较高频率下。如果电路设计人员知道各种参数,它们可以最准确地描述温度升高时电路材料的行为,那么耐热pcb材料和经过仔细考虑的电路设计就可以承受一定的热量。

       热量可能来自各种来源,并以不同的方式影响电路,尤其是在组装电路板时,密度越来越高,从而努力设计更小,更轻的电路。热量可以由安装在电路板上的组件产生,也可以由电路板外部的热源产生。大功率雷达系统的设计人员熟悉诸如速调管和行波管(twt)等真空管放大设备产生的大量热量。最近,安装在pcb上的高密度放大半导体(例如氮化镓(gan)晶体管)除了提高rf /微波信号的功率水平外,还会产生热点。 pcb外部的热源(例如汽车电子系统中的热源)也会升高电路温度并带来可靠性问题。设计受此类热源影响最小的电路是了解rf /微波电路材料在较高温度下的行为的问题。

 

       热量会使大多数材料膨胀,包括电路材料。由于较高频率下的波长较小,因此微波电路,尤其是毫米波(30 ghz及更高)电路具有较小的功能,随着电路板随着温度的升高而扩展,该功能可能会失真。另外,由于对更小的电子设计的需求不断增长,许多电路被设计为具有较高介电常数的电路材料,从而对于给定的频率和波长产生较小的电路特征。高温会引起电路材料膨胀,从而改变传输线的形式并使导体的阻抗与所需值(通常为50ω)发生变化。在较高温度下电路的不良结果包括线性损失,失真,甚至由于传输线尺寸变化而引起的频率偏移。

 

       复杂的事实是,电路板是包括电介质层和导电金属层在内的材料的复合材料,随着高温的作用,它们往往以不同的速率膨胀至不同的极限。这种pcb行为由参数热膨胀系数(cte)来表征,该参数描述了材料所经历的膨胀量(以百万分之一(ppm)为单位)随温度的变化(以摄氏度(°c)为单位)。理想情况下,pcb介电层的cte值应与层压在介电材料上的铜或其他导电金属的值接近,这样两种材料在高温下会一起膨胀,以避免在两种不同材料的界面处产生应力。电路设计人员经常担心某些电路部件在较高温度下的可靠性,例如,用于互连多层电路板不同层的镀通孔(pth),介电材料和导电金属材料汇合处。

 

       当使用高介电常数电路材料来最小化电路功能和尺寸时,例如rogers corp.的低损耗ro3010™电路层压板,在z轴测得的介电常数(dk)为10.2(厚度)为10 ghz,整个电路板的公差保持在±0.30,高温会影响传输线的尺寸和间距,特别是由于层压板的高dk会导致电路尺寸减小。同样,为毫米波频率制造的电路也将具有极好的线宽和间距,并且由于高温引起的电路板扩展会改变这些电路的性能。

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       线宽和传输线间距决定了电路各部分之间的耦合量,并且电路尺寸对于确定谐振电路的中心频率至关重要。例如,对于高温下的边缘耦合带通滤波器电路,导体与介电材料之间cte的显着差异会导致滤波器耦合谐振器之间的物理空间发生变化,从而可能对通带频率和带宽产生不良影响。

 

       深圳小铭打样乐橙lc8.com-乐橙lc8app官方下载网站对于pcb材料,较低的cte值表示由于较高的温度而导致的膨胀较小的材料,而较低的值始终更好。根据一般经验,pcb材料的cte值应小于70 ppm /°c,以实现良好的可靠性。适用于以毫米波频率或更小调光度工作的电路

 

 

 


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