Verde placa de circuito impreso (TARJETA DE CIRCUITO IMPRESO)
Los materiales de la placa de circuito impreso (PCB) están formulados para soportar una cierta cantidad de calor. ¿Qué sucede cuando las temperaturas superan ciertos límites? El rendimiento cae en picado, especialmente a frecuencias más altas. Esta es la razón por la que la gestión rentable del calor es quizás la prioridad número uno de un ingeniero.
Por supuesto, los materiales de PCB tolerantes al calor y los circuitos cuidadosamente diseñados pueden tolerar una cierta cantidad de calor. Primero, el diseñador de circuitos debe comprender los diferentes parámetros del comportamiento de los materiales cuando aumentan las temperaturas.
El calor proviene de varias fuentes.
Las placas de circuitos se ensamblan en densidad creciente para hacer diseños más pequeños y livianos. Un componente montado en la placa de circuito puede producir calor, al igual que una fuente externa, como la que se encuentra en los sistemas electrónicos de los automóviles.
El calor hace que la mayoría de los materiales se expandan
Debido a las longitudes de onda más pequeñas a frecuencias más altas, los circuitos de microondas y especialmente de ondas milimétricas (30 GHz y más) tienen características pequeñas que pueden distorsionarse cuando una placa de circuito se expande debido al calor.
A este problema se suma la demanda de diseños electrónicos más compactos. Es común ver circuitos diseñados con materiales que tienen constantes dieléctricas más altas con características de circuito más pequeñas para una frecuencia y longitud de onda en particular.
Cuando la temperatura sube, los materiales del circuito se expanden, cambiando la forma de las líneas de transmisión y alterando la impedancia de los conductores de un valor deseado. ¿Los resultados? Pérdida de linealidad, distorsión y cambios de frecuencia debido a cambios en las dimensiones de la línea de transmisión.
Los materiales se expanden a diferentes velocidades.
Las placas de circuito están hechas de materiales compuestos, incluidas capas dieléctricas y capas de metal conductor. Estos materiales compuestos tienden a expandirse a diferentes velocidades y en diferentes extremos.
El coeficiente de expansión térmica (CTE) describe la cantidad de expansión que experimenta un material. En un mundo ideal, el CTE de las capas dieléctricas de su placa tiene un valor cercano al del cobre u otros metales conductores laminados a los materiales dieléctricos. Luego, ambos materiales se expanden juntos a altas temperaturas.
