màu xanh lá bảng mạch in (PCB)
Vật liệu bảng mạch in (PCB) được chế tạo để chịu được một lượng nhiệt nhất định. Điều gì xảy ra khi nhiệt độ tăng quá giới hạn nhất định? Hiệu suất làm giảm mũi, đặc biệt là ở tần số cao hơn. Đây là lý do tại sao quản lý nhiệt hiệu quả về chi phí có lẽ là ưu tiên số một của các kỹ sư.
Tất nhiên, vật liệu PCB chịu nhiệt và mạch được thiết kế cẩn thận có thể chịu được một lượng nhiệt nhất định. Đầu tiên, nhà thiết kế mạch nên hiểu các thông số khác nhau về hoạt động của vật liệu khi nhiệt độ tăng.
Nhiệt đến từ nhiều nguồn khác nhau
Mạch in được lắp ráp với mật độ ngày càng tăng để tạo ra các thiết kế nhỏ hơn, nhẹ hơn. Một thành phần được gắn với bảng mạch có thể tạo ra nhiệt - nguồn bên ngoài, chẳng hạn như trong các hệ thống điện tử trên ô tô cũng vậy.
Nhiệt làm cho hầu hết các vật liệu nở ra
Do các bước sóng nhỏ hơn ở tần số cao hơn, vi sóng và đặc biệt là các mạch sóng milimet (30 GHz trở lên) có các đặc điểm nhỏ có thể trở nên méo mó khi bảng mạch giãn ra do nhiệt.
Thêm vào vấn đề này là nhu cầu về các thiết kế điện tử nhỏ gọn hơn. Người ta thường thấy các mạch được thiết kế bằng vật liệu có hằng số điện môi cao hơn với các đặc điểm mạch nhỏ hơn cho một tần số và bước sóng cụ thể.
Khi nhiệt độ tăng, vật liệu mạch giãn nở, làm thay đổi dạng đường truyền và thay đổi trở kháng của dây dẫn từ một giá trị mong muốn. Kết quả? Mất tuyến tính, biến dạng và thay đổi tần số do thay đổi kích thước đường truyền.
Vật liệu nở ra ở các tỷ lệ khác nhau
Bảng mạch được làm từ vật liệu composite, bao gồm lớp điện môi và lớp kim loại dẫn điện. Các vật liệu composite này có xu hướng giãn nở ở các tốc độ khác nhau và đến các thái cực khác nhau.
Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) mô tả lượng giãn nở mà vật liệu trải qua. Trong một thế giới lý tưởng, CTE của các lớp điện môi trên bo mạch của bạn có giá trị gần với đồng hoặc các kim loại dẫn điện khác được dát mỏng lên vật liệu điện môi. Sau đó cả hai vật liệu cùng nở ra ở nhiệt độ cao.
