Problemas de diseño del calentador de PCB

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Estoy utilizando pistas de cobre dispuestas en una placa FR4 como dispositivo de calefacción. Es un diseño de serpentina con cobre de 0,3 mm de ancho y 0,2 mm de espacio. Tengo tres conjuntos de pistas que pretendo calentar a diferentes temperaturas, una de las cuales a 95 ° C.

A aproximadamente 85 ° C, el tablero cerca de las pistas comienza a deformarse (ver imagen), con humo saliendo de las pistas.

Mi pregunta es, ¿el aumento del ancho de las pistas ayuda a aumentar la estabilidad térmica? Además, ¿el espacio también juega un papel importante en él?

¿El uso de una tabla más gruesa ayuda a lidiar con el estrés térmico? Si no, ¿cómo puedo agregar la capacidad del disipador de calor para ello?

FWIW, estoy usando un transistor TIP122 con una entrada PWM para calentarlo. El consumo actual es de alrededor de 1.5 ~ 2 A.

    
pregunta Koushik S

2 respuestas

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La estabilidad térmica no es tu problema. O está ejecutando sus trazas más calientes de lo que cree, o su sustrato no es FR4. Sus temperaturas son lo suficientemente altas como para que el epoxi esté fallando y la placa se esté deslaminando.

Ya que tienes un sensor de temperatura conectado a las trazas, asumiré que tu medición de temperatura es precisa. Así que me centraré en el sustrato. Desafortunadamente, "FR-4" no dice nada sobre los materiales reales utilizados en la fabricación de una PCB. Se refiere solo a la inflamabilidad - "FR" significa "resistencia a la llama", después de todo. Peor aún, FR4 se ha convertido en un término genérico, como Kleenex, y no hay garantía de que ningún sustrato etiquetado como FR4 se ajuste a la norma. Este sitio , por ejemplo, enumera la temperatura de funcionamiento continuo para FR4 como 285 F (140C) como mínimo, por lo que es un verdadero sustrato de FR4 para sobrevivir a tu situación.

Sugeriría encontrar otro proveedor de PCB.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Mezclas materiales con resistencias térmicas muy diferentes. El plano de cobre común típico de PCB (2-oz 0.07mm) tiene una resistencia térmica lateral de 40oC / W y 1.5 FR4 board 2.400oC / W!

Por lo tanto, el calor lateral fluye a través del cobre, es decir, desde los lados de PCB. Esto se puede resolver utilizando un área grande y caminos cortos (se refiere al flujo térmico). Así que incluso usando una tabla más gruesa, el calor aún fluye a través del cobre.

También los amplios espacios entre las pistas de cobre aumentan el aumento de temperatura.

Una PCB de doble lado ayudará, porque en este caso el calor fluirá a través de la placa.

Con un diseño cuidadoso, puede reducir la resistencia térmica general a 8 ° C en comparación con 160 ° C.

    
respondido por el GR Tech

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