Green circuito stampato (PCB)

I materiali dei circuiti stampati (PCB) sono formulati per resistere a una certa quantità di calore. Cosa succede quando le temperature salgono oltre certi limiti? Le prestazioni sono un tuffo in picchiata, specialmente alle frequenze più alte. Questo è il motivo per cui una gestione del calore efficiente in termini di costi è forse la priorità numero uno di un ingegnere.

Naturalmente, i materiali PCB resistenti al calore e i circuiti progettati con cura possono tollerare una certa quantità di calore. In primo luogo, il progettista del circuito dovrebbe comprendere i diversi parametri del comportamento dei materiali quando le temperature aumentano.

 

Il calore proviene da varie fonti

Circuiti stampati sono assemblati a densità crescente per creare modelli più piccoli e leggeri. Un componente montato sul circuito stampato può produrre calore, così come una fonte esterna, come quella che si trova nei sistemi elettronici automobilistici.

 

Il calore fa espandere la maggior parte dei materiali

A causa delle lunghezze d'onda più piccole alle frequenze più elevate, i circuiti a microonde e in particolare a onde millimetriche (30 GHz e superiori) hanno piccole caratteristiche che possono deformarsi quando un circuito si espande a causa del calore.

A questo problema si aggiunge la richiesta di progetti elettronici più compatti. È comune vedere circuiti progettati con materiali che hanno costanti dielettriche più elevate con caratteristiche del circuito più piccole per una particolare frequenza e lunghezza d'onda.

Quando la temperatura aumenta, i materiali del circuito si espandono, modificando la forma delle linee di trasmissione e alterando l'impedenza dei conduttori da un valore desiderato. I risultati? Perdita di linearità, distorsione e variazioni di frequenza dovute a variazioni delle dimensioni della linea di trasmissione.

 

I materiali si espandono a velocità diverse

I circuiti stampati sono realizzati in materiali compositi, inclusi strati dielettrici e strati di metallo conduttivo. Questi materiali compositi tendono ad espandersi a velocità diverse ea diversi estremi.

 

Il coefficiente di dilatazione termica (CTE) descrive la quantità di espansione sperimentata da un materiale. In un mondo ideale, il CTE degli strati dielettrici della tua scheda ha un valore vicino al rame o ad altri metalli conduttivi laminati ai materiali dielettrici. Quindi entrambi i materiali si espandono insieme ad alte temperature.