Vert circuit imprimé (PCB)
Les matériaux des cartes de circuits imprimés (PCB) sont formulés pour résister à une certaine quantité de chaleur. Que se passe-t-il lorsque les températures dépassent certaines limites ? La performance prend un piqué du nez, en particulier à des fréquences plus élevées. C'est pourquoi la gestion rentable de la chaleur est peut-être la priorité numéro un d'un ingénieur.
Bien sûr, les matériaux PCB résistants à la chaleur et les circuits soigneusement conçus peuvent tolérer une certaine quantité de chaleur. Tout d'abord, le concepteur de circuits doit comprendre les différents paramètres du comportement des matériaux lorsque les températures augmentent.
La chaleur provient de diverses sources
Les circuits sont assemblés en densité croissante pour créer des conceptions plus petites et plus légères. Un composant monté sur la carte de circuit imprimé peut produire de la chaleur, tout comme une source externe, comme celle que l'on trouve dans les systèmes électroniques automobiles.
La chaleur provoque l'expansion de la plupart des matériaux
En raison des longueurs d'onde plus petites à des fréquences plus élevées, les circuits à micro-ondes et en particulier à ondes millimétriques (30 GHz et plus) ont de petites caractéristiques qui peuvent se déformer lorsqu'une carte de circuit imprimé se dilate en raison de la chaleur.
A ce problème s'ajoute la demande de conceptions électroniques plus compactes. Il est courant de voir des circuits conçus avec des matériaux qui ont des constantes diélectriques plus élevées avec des caractéristiques de circuit plus petites pour une fréquence et une longueur d'onde particulières.
Lorsque la température augmente, les matériaux du circuit se dilatent, modifiant la forme des lignes de transmission et modifiant l'impédance des conducteurs à partir d'une valeur souhaitée. Les résultats? Perte de linéarité, distorsion et décalages de fréquence dus aux modifications des dimensions de la ligne de transmission.
Les matériaux se dilatent à des rythmes différents
Les cartes de circuits imprimés sont constituées de matériaux composites, comprenant des couches diélectriques et des couches métalliques conductrices. Ces matériaux composites ont tendance à se dilater à des vitesses différentes et à des extrêmes différents.
Le coefficient de dilatation thermique (CTE) décrit la quantité de dilatation subie par un matériau. Dans un monde idéal, le CTE des couches diélectriques de votre carte est proche en valeur du cuivre ou d'autres métaux conducteurs stratifiés sur les matériaux diélectriques. Ensuite, les deux matériaux se dilatent ensemble à des températures élevées.
