أخضر لوحة الدوائر المطبوعة (ثنائي الفينيل متعدد الكلور)
تم تصنيع مواد لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) لتحمل قدرًا معينًا من الحرارة. ماذا يحدث عندما ترتفع درجات الحرارة إلى ما بعد حدود معينة؟ يحتاج الأداء إلى الغوص العميق ، خاصة عند الترددات العالية. هذا هو السبب في أن إدارة الحرارة الفعالة من حيث التكلفة ربما تكون الأولوية الأولى للمهندس.
بالطبع ، يمكن لمواد ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي تتحمل الحرارة والدوائر المصممة بعناية أن تتحمل قدرًا معينًا من الحرارة. أولاً ، يجب أن يفهم مصمم الدائرة المعلمات المختلفة لسلوك المواد عند ارتفاع درجات الحرارة.
تأتي الحرارة من مصادر مختلفة
لوحات الدوائر يتم تجميعها بكثافة متزايدة لعمل تصميمات أصغر حجمًا وأخف وزنًا. يمكن للمكون المثبت على لوحة الدائرة أن ينتج حرارة - وكذلك يمكن لمصدر خارجي ، مثل الموجود في الأنظمة الإلكترونية للسيارات.
تتسبب الحرارة في تمدد معظم المواد
بسبب الأطوال الموجية الأصغر في الترددات الأعلى ، فإن الموجات الدقيقة وخاصة دوائر الموجات المليمترية (30 جيجاهرتز وما فوق) لها ميزات صغيرة يمكن أن تتشوه عندما تتوسع لوحة الدائرة بسبب الحرارة.
ومما يزيد هذه المشكلة هو الطلب على تصميمات إلكترونية أكثر إحكاما. من الشائع رؤية الدوائر المصممة بمواد لها ثوابت عازلة أعلى مع ميزات دائرة أصغر لتردد وطول موجة معينين.
عندما ترتفع درجة الحرارة ، تتوسع مواد الدائرة ، وتغير شكل خطوط النقل وتغير مقاومة الموصلات من القيمة المرغوبة. نتائج؟ فقدان الخطية والتشويه والتغييرات في التردد بسبب التغيرات في أبعاد خط النقل.
تتوسع المواد بمعدلات مختلفة
تصنع لوحات الدوائر من مواد مركبة ، بما في ذلك طبقات عازلة وطبقات معدنية موصلة. تميل هذه المواد المركبة إلى التوسع بمعدلات مختلفة ونهايات مختلفة.
يصف معامل التمدد الحراري (CTE) مقدار التمدد الذي تتعرض له المادة. في عالم مثالي ، يكون CTE للطبقات العازلة للوح الخاص بك قريبًا من حيث القيمة من النحاس أو المعادن الموصلة الأخرى المصفحة بالمواد العازلة. ثم تتمدد كلتا المادتين معًا عند درجات حرارة عالية.
