高温PCB设计注意事项

印刷电路板是必不可少的电子设备，但有时工程师面临温度限制，这迫使他们不得不跳槽思考。我们将对高温电路板的设计进行高层次的概述，并且在此过程中，我们将考虑在这种情况下可能会给您的一些选择。

高温环境的材料选择

在考虑电路本身之前，我们需要考虑将由制造商制造电路板的材料。绝大多数电路板由称为FR-4的材料制成，FR-4是一种玻璃环氧树脂层压板，可以承受90到110摄氏度的温度。如果我们的环境低于此阈值，我们通常可以不考虑此因素，而与其他任何设计一样订购电路板，但是如果我们要设计的应用程序将经历水沸点以上的温度，则需要进行升级我们的电路板要耐高温FR-4或聚酰亚胺。这些升级的材料可以承受130至260摄氏度，具体取决于制造商和特定材料类型。

此外，传统的含铅焊锡膏的熔化温度约为160至180摄氏度，因此我们需要指导组装人员使用无铅焊锡膏。如果不是这样，我们冒着组件从字面上掉下来的风险。同样，我们应考虑某些类型的保形涂料，以进一步保护我们的设计免于烘烤。 

高温环境下的设计规则

最后，我们可以开始专注于我们的设计了。这是大型挑战开始浮出水面的地方。许多逻辑组件根本无法在极端温度下运行。许多硅芯片无法在高温环境下正常工作，从而形成了无用的电路板。为确保不会发生这种情况，我们在搜索组件时需要添加温度参数，尤其是在我们的设计需要包括逻辑芯片或微控制器的情况下。大多数供应商搜索工具都具有此选项，但是可用的选项却少得多。

成功挑选组件后，我们需要考虑放置位置。通常，在放置我们的组件时，我们希望将所有发热组件保持尽可能远的距离，即使在正常环境下这些组件不必担心发热量。这是因为这些设备将在环境中产生额外的热量。要考虑的部分包括稳压器，大功率电阻器等。

最后，我们可能要考虑我们的外壳。虽然PCB可以设计为适合大多数环境，但在大多数情况下，修改外壳设计以使其隔热是有益的，这对我们很有好处。这不能代替我们已经讨论过的设计考虑因素，但绝对应将其视为第一道防线。一些考虑因素可能包括外壳内壁上的隔热，诸如钛和凯夫拉尔之类的温度屏蔽材料，或者在不太极端的情况下还包括ABS塑料。 

由于元件耗散而导致的高温

有些组件需要大量的散热，因此无论其环境如何，我们都应考虑针对高温组件情况的设计规则。这是广泛设计中的主要问题，因为好的设计的执行会影响可靠性和使用寿命。

就像在加热的环境中一样，最好将产生热量的组件彼此隔开一定的距离。总的来说，多个受热部件可能会导致整个电路板的整体烘烤，从而使我们无法使用设备。另外，始终需要足够的通风。如果我们将电路板放在箱子中，并且我们选择的零件会产生大量热量，那么将小风扇与散热片结合使用可以缓解我们的麻烦。风扇的位置也很重要，因为我们希望风扇将冷空气吹到散热器的叶片上以散发热量，从而降低组件的温度。

在我们的整个设计中，策略性地放置通孔还可以帮助对零件进行散热，从而散热。例如，如果我们使用的是平面安装封装，则可以使用多个过孔将零件的热质量附着到接地层。通过在这些通孔中填充导电胶，我们可以获得更高的导热率。实际上，这会将整个电路板本身变成了散热器，从而消除了对独立电路板的需求。尽管这并非总是可能的，例如在大多数通孔设计中，但这种技术使我们能够降低成本并减少物料清单中的行项目。