Какая минимальная температура для печатных плат FR-4?

Моя компания работает над разработкой продукта, который будет использоваться в коммерческих морозильных камерах, поэтому мой начальник попросил меня предоставить спецификации рабочей температуры для продукта. Я могу найти температуры "рабочего диапазона", перечисленные для всего, кроме самой платы, которая просто старая FR-4.

В Википедии полезно перечислить «Температурный индекс» (что бы это ни значило) как 140 С, но нет никаких указаний на минимальную температуру.

Я не очень беспокоюсь, так как уверен, что другие компоненты на плате будут ограничивающими факторами, но для полноты картины я бы хотел, чтобы это было в списке.

Кто-нибудь знает минимальную рабочую температуру FR-4? (А какой будет режим отказа?)

FR4 PCB - армированный стекловолокном эпоксидный ламинат. Было опубликовано несколько исследований о влиянии низких температур на такой материал.

• Специальная цитата из статьи « Динамические характеристики разрушения стекло / эпоксидных композитов при низкой температуре с использованием метода испытания на удар по Шарпи » (Shokrieh et al ):

  Установлено, что механизм разрушения изменяется от растрескивания матрицы при комнатной температуре до расслоения и разрушения волокна при низких температурах.

  В этом исследовании применялась температура -30 ^o C, недостаточно низкая для самопроизвольной кристаллической хрупкости.

• Другое исследование « Влияние высоких и низких температур на ударные свойства стеклоэпоксидных композитов » (Putic et al. ) Понижает температуру до -50 ^o C и обнаруживает появление хрупких трещин в материале при таких температурах.

Вот два ключевых предположения относительно устройства, затронутого в вопросе:

• Температура морозильной камеры не будет такой низкой, как в этих исследованиях
• Существует ограниченный риск вибрации или воздействия на фактическую печатную плату, поэтому хрупкие трещины маловероятны, но не исключены

Если какое-либо из этих допущений является недействительным, рассматриваемый материал необходимо пересмотреть. Существуют специальные промышленные подложки из керамики / глинозема, предназначенные для экстремально низких температур, которые обычно используются для развертывания устройств в космосе или в криогенном оборудовании. Эти материалы могут быть более подходящими в этом случае.

Следует отметить, что в таких средах возможно разрушение корпусов, корпусов и паяных соединений для электронных компонентов на плате, а не только для самой печатной платы.

Обычно рекомендуемая процедура развертывания печатных плат в экстремальных температурных условиях заключается в том, чтобы постепенно доводить устройство до желаемой температуры , избегая при этом быстрой усадки или теплового удара на плату или детали.

FR-4 легко выдерживает криогенные температуры. Он использовался на различных любительских спутниках, тестировался на жидком азоте, и мое место работы использует некоторые адаптерные платы FR-4 в криогенной вакуумной камере. Если FR-4 успешно функционирует при -60 * C и -90 * C, то он должен выжить в морозильной камере. Из-за разницы температурных коэффициентов мы используем печатные платы из медного ламината для температур ниже 40 * Кельвин.

Когда речь идет о ламинатах для печатных плат, существует «FR-4», «FR-4» и другие типы.

Я не повторяюсь: все, что на самом деле означает FR-4, это то, что он соответствует стандарту огнестойкости (обычно 94V0).

Существует ряд производителей ламинатов, таких как Isola, которые производят широкий ассортимент ламинатов, каждый из которых обладает разными свойствами для разных рынков.

Hitachi Chemicals также производит широкий ассортимент базовых ламинатов. Хотя ответ выше превосходен, иногда лучшие люди спрашивают производителей ламината.

Поскольку вы оказались в какой-то нишевой области, я думаю, что производители ламината могут лучше всего помочь вам с этой точки зрения.

FR-4 не имеет «рабочей» температуры. У него есть точка плавления или точка стеклования, которая составляет около 120-140 ° С. Если вы замерзнете, то станет только холоднее, и все.

Вы можете получить сбои в результате повторяющихся внезапных изменений температуры, например, теплового удара. Есть тесты, которые вы можете сделать, чтобы увидеть, сколько термических ударов может выдержать ваша печатная плата, прежде чем переходные трещины и трещины перестанут использоваться, но это другая проблема.