suhu jejak maksimum pada FR-4

8

Berapa suhu maksimum yang akan Anda rekomendasikan untuk jejak terisolasi pada permukaan FR-4? (Yaitu: bukan trek lapisan dalam.) Apakah ada rekomendasi IPC? Apakah benar-benar penting jika sudah melewati suhu transisi gelas ? (Berapa nilai untuk FR-4? Wikipedia mengatakan "di atas 120C".) Maksud saya, meskipun lunak, apakah trek masih akan tetap dengan keandalan yang tinggi? 'Misalkan yang saya cari adalah seperangkat kurva MTTF vs. suhu (vs. trace area), tetapi tebakan yang berpengalaman dianjurkan.

Ini berguna saat menghitung lebar jejak vs kenaikan suhu. Saya selalu membatasi jejak ke bagian bawah sekitar 100C atau apa pun bagian yang terhubung dapat mengelola.

[Untuk Mech-E, Chem-E, dan Mat-E: Saya kira pertanyaannya dapat diringkas ke persimpangan tegangan geser antara tembaga dan FR-4 yang disebabkan oleh perbedaan ekspansi termal, yang akan terkait dengan lebar lintasan , dan penurunan modulus geser seiring naiknya suhu.]

tyblu
sumber
Saya ingin tahu apakah akan ada masalah dengan menjalankan jejak 150C di seluruh papan, kemudian memperluasnya sekitar 1cm dari pin IC yang memerlukan suhu lebih rendah? Masalah selain integritas sinyal (perubahan impedansi). Saya harus mencobanya.
tyblu
2
Ini bukan stres geser. Apa yang menyakitkan adalah bahwa resin (organik) dari bahan FR4 akan mulai terdegradasi dan terbakar pada suhu tinggi. Untuk aplikasi suhu tinggi, gunakan bahan papan keramik.
zebonaut

Jawaban:

4

Ini bukan bidang keahlian saya jadi saya tidak bisa mengarahkan Anda ke data MTBF apa pun tetapi saya bekerja dengan alat yang beroperasi secara rutin di lingkungan hingga 175 ° C sehingga saya dapat memberi tahu Anda dari pengalaman apa yang saya perhatikan.

  1. Regulator tegangan dengan perlindungan termal. Ini biasanya memotong sekitar 125 ° C.
  2. Pateri. Tergantung pada rasio timah / timah, ini bisa sangat bervariasi. Anda harus memeriksa peringkat pada setiap jenis tetapi Anda biasanya bisa mendapatkan solder yang tidak meleleh sampai sekitar 220 ° C
  3. Komponen sangat bervariasi. Anda harus membaca lembar data dengan cermat. Sebagai contoh, mikrokontroler mungkin dinilai beroperasi pada 125 ° C tetapi itu adalah 100 MHz. Jika Anda hanya menjalankannya pada 12 MHz mungkin akan berjalan jauh lebih panas. Ada artikel bagus di sini yang berbicara lebih banyak tentang ini.

Saya belum mengalami masalah dengan jejak yang terpisah dari papan sebelum kegagalan lainnya terjadi.

semaj
sumber
Pendapat yang berpengalaman adalah kata terakhir! Saya akan mendorong suhu jejak ketika saya perlu, kemudian (membungkuk ke bawah, dll.). Artikel itu terlihat seperti bacaan yang bagus.
tyblu
2

AFAIK, peraturan keselamatan (misalnya UL) mensyaratkan bahwa suhu pada sambungan dan jejak solder lebih rendah dari 130 ° C untuk bahan FR-4 biasa.

Masing-masing bagian dapat menjadi lebih panas (misalnya MOSFET atau dioda dalam TO220), tetapi sambungan solder (dan jejak) harus pada atau di bawah 130 ° C.

Suhu maksimum 130 ° C ini tampaknya masuk akal tidak hanya berkaitan dengan persetujuan keselamatan, tetapi juga berkaitan dengan apa yang benar-benar dapat diambil oleh dewan. Saya telah mengeluarkan papan dari ruang iklim dengan pembacaan suhu beberapa bagian di ca. 170 ° C, dan dames en heren, baunya tidak enak dan papannya hitam!

zebonaut
sumber
Saya kira itu untuk interval yang lebih lama, karena praktis semua papan FR-4 hari ini melewati oven reflow hingga setidaknya 250 ° C sebelum dikirim.
pipa
1

Saya menduga Anda akan membuat IC apa pun di papan tidak berguna karena suhu tinggi jauh sebelum tembaga dan FR-4 menjadi masalah.

Peter Loron
sumber
Beberapa IC diberi peringkat suhu tinggi: 150C Schottky diode (APT60S20); 200C temp. sensor (LM95172; $$!); 150C cc-source (PSSI2021SAY; BJT); 160C SMPS FET (FS6S1565RB); 225C linear reg. (HTPLREG).
tyblu