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電路板溫度高會(huì)發(fā)生什么？
來(lái)源：CLTPHP 時(shí)間：2020/04/01
熱量可能會(huì)損壞。印刷電路板（PCB）材料經(jīng)配制可承受一定量的熱量，但是當(dāng)溫度升高到一定限度以上時(shí)，電路性能會(huì)受到影響，尤其是在較高頻率下。如果電路設(shè)計(jì)人員知道各種參數(shù)，它們可以最準(zhǔn)確地描述溫度升高時(shí)電路材料的行為，那么耐熱PCB材料和經(jīng)過(guò)仔細(xì)考慮的電路設(shè)計(jì)就可以承受一定的熱量。
熱量可能來(lái)自各種來(lái)源，并以不同的方式影響電路，尤其是在組裝電路板時(shí)，密度越來(lái)越高，從而努力設(shè)計(jì)更小，更輕的電路。熱量可以由安裝在電路板上的組件產(chǎn)生，也可以由電路板外部的熱源產(chǎn)生。大功率雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員熟悉諸如速調(diào)管和行波管（TWT）等真空管放大設(shè)備產(chǎn)生的大量熱量。最近，安裝在PCB上的高密度放大半導(dǎo)體（例如氮化鎵（GaN）晶體管）除了提高RF /微波信號(hào)的功率水平外，還會(huì)產(chǎn)生熱點(diǎn)。 PCB外部的熱源（例如汽車(chē)電子系統(tǒng)中的熱源）也會(huì)升高電路溫度并帶來(lái)可靠性問(wèn)題。設(shè)計(jì)受此類(lèi)熱源影響最小的電路是了解RF /微波電路材料在較高溫度下的行為的問(wèn)題。
熱量會(huì)使大多數(shù)材料膨脹，包括電路材料。由于較高頻率下的波長(zhǎng)較小，因此微波電路，尤其是毫米波（30 GHz及更高）電路具有較小的功能，隨著電路板隨著溫度的升高而擴(kuò)展，該功能可能會(huì)失真。另外，由于對(duì)更小的電子設(shè)計(jì)的需求不斷增長(zhǎng)，許多電路被設(shè)計(jì)為具有較高介電常數(shù)的電路材料，從而對(duì)于給定的頻率和波長(zhǎng)產(chǎn)生較小的電路特征。高溫會(huì)引起電路材料膨脹，從而改變傳輸線的形式并使導(dǎo)體的阻抗與所需值（通常為50Ω）發(fā)生變化。在較高溫度下電路的不良結(jié)果包括線性損失，失真，甚至由于傳輸線尺寸變化而引起的頻率偏移。
復(fù)雜的事實(shí)是，電路板是包括電介質(zhì)層和導(dǎo)電金屬層在內(nèi)的材料的復(fù)合材料，隨著高溫的作用，它們往往以不同的速率膨脹至不同的極限。這種PCB行為由參數(shù)熱膨脹系數(shù)（CTE）來(lái)表征，該參數(shù)描述了材料所經(jīng)歷的膨脹量（以百萬(wàn)分之一（ppm）為單位）隨溫度的變化（以攝氏度（°C）為單位）。理想情況下，PCB介電層的CTE值應(yīng)與層壓在介電材料上的銅或其他導(dǎo)電金屬的值接近，這樣兩種材料在高溫下會(huì)一起膨脹，以避免在兩種不同材料的界面處產(chǎn)生應(yīng)力。電路設(shè)計(jì)人員經(jīng)常擔(dān)心某些電路部件在較高溫度下的可靠性，例如，用于互連多層電路板不同層的鍍通孔（PTH），介電材料和導(dǎo)電金屬材料匯合處。
當(dāng)使用高介電常數(shù)電路材料來(lái)最小化電路功能和尺寸時(shí)，例如Rogers Corp.的低損耗RO3010?電路層壓板，在z軸測(cè)得的介電常數(shù)（Dk）為10.2（厚度）為10 GHz，整個(gè)電路板的公差保持在±0.30，高溫會(huì)影響傳輸線的尺寸和間距，特別是由于層壓板的高Dk會(huì)導(dǎo)致電路尺寸減小。同樣，為毫米波頻率制造的電路也將具有極好的線寬和間距，并且由于高溫引起的電路板擴(kuò)展會(huì)改變這些電路的性能。
線寬和傳輸線間距決定了電路各部分之間的耦合量，并且電路尺寸對(duì)于確定諧振電路的中心頻率至關(guān)重要。例如，對(duì)于高溫下的邊緣耦合帶通濾波器電路，導(dǎo)體與介電材料之間CTE的顯著差異會(huì)導(dǎo)致濾波器耦合諧振器之間的物理空間發(fā)生變化，從而可能對(duì)通帶頻率和帶寬產(chǎn)生不良影響。
深圳小銘打樣SMT貼片加工廠：對(duì)于PCB材料，較低的CTE值表示由于較高的溫度而導(dǎo)致的膨脹較小的材料，而較低的值始終更好。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，PCB材料的CTE值應(yīng)小于70 ppm /°C，以實(shí)現(xiàn)良好的可靠性。適用于以毫米波頻率或更小調(diào)光度工作的電路
