安撫我心煩的孩子不是一個(gè)愉快的經(jīng)歷，尤其是當(dāng)我建議在炎熱的晴天把他珍愛的氣球放在車?yán)飼r(shí)。我花了一段時(shí)間解釋了車內(nèi)的熱量是如何使氣球膨脹并最終爆裂的，而無濟(jì)于事。

      最終，我發(fā)現(xiàn)自己得到了一個(gè)新氣球和一小撮他最喜歡的冰淇淋，以彌補(bǔ)我的疏忽。稱之為過度縱容，但這總比和一個(gè)不幸的孩子打交道要好，尤其是當(dāng)我有過錯(cuò)的時(shí)候。

        在PCB設(shè)計(jì)中，對(duì)PCB的溫度要求進(jìn)行相同的監(jiān)督將比氣球和冰淇淋花費(fèi)更多。您需要知道PCB在開始遭受結(jié)構(gòu)破壞之前可能要承受多少熱量，尤其是如果將其部署在高溫環(huán)境中時(shí)。

FR4 PCB的最高溫度是多少？

如您所知，FR4表示PCB的阻燃F4屬性的等級(jí)。FR4 PCB由多層玻璃纖維環(huán)氧層壓材料制成。由于FR4 PCB的物理特性一致，因此在制造商中是首選。

FR4 PCB暴露在高溫下非常堅(jiān)固，但在一定溫度下，其物理性能會(huì)發(fā)生變化。FR4的耐熱特性由Tg或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度表示，在該溫度下，它從固態(tài)變?yōu)槿彳浐拖鹉z態(tài)。通常，F(xiàn)R4 PCB的額定Tg為130°C。

換句話說，如果將額定溫度為130°C的PCB加熱到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，它將失去其固態(tài)形式。不僅您的機(jī)械結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而且超過額定Tg時(shí)PCB的電性能也會(huì)下降。這就是為什么在為溫度超過典型Tg值的石油和天然氣和汽車等應(yīng)用設(shè)計(jì)PCB時(shí)，必須考慮fr4最高溫度的重要性。

中高TG-PCB：超出典型的FR4最高溫度

如果應(yīng)用要求Tg值更高的PCB，則需要選擇中或高Tg的PCB。中Tg PCB通常最高溫度超過150°C，而高Tg PCB額定溫度超過170°C。具有較高Tg值的PCB還具有更好的防潮性和耐化學(xué)性，以及在熱條件下更堅(jiān)固的物理結(jié)構(gòu)。 

除非另有說明，否則制造商將使用低Tg PCB進(jìn)行制造。中高Tg的PCB通常較為昂貴。通常使用S1141和S1002-M之類的材料來生產(chǎn)高Tg PCB。由于較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，高Tg PCB的層壓涉及大量熱量。從價(jià)格上看，高TG PCB更昂貴。 

一些應(yīng)用需要高Tg PCB。

在最高溫度下使用FR4時(shí)的重要注意事項(xiàng)

一個(gè)常見的錯(cuò)誤是使用tG值來確定PCB的工作溫度。選擇正確的FR4 PCB時(shí)，應(yīng)始終分配至少20°C的余量。例如，較低的Tg FR4為130°C，應(yīng)具有110°C的工作溫度極限。 

作為PCB設(shè)計(jì)師，您需要了解設(shè)計(jì)中的熱調(diào)節(jié)技術(shù)。功率調(diào)節(jié)模塊會(huì)發(fā)熱，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)纳峒夹g(shù)。采用散熱片或散熱通孔有助于防止熱點(diǎn)過熱，從而使PCB的溫度超出其極限。 

Tg額定值和PCB的工作溫度并不是決定其在高溫環(huán)境下功能的唯一因素。在設(shè)計(jì)中還必須考慮單個(gè)元器件的工作溫度限制。

散熱器有助于調(diào)節(jié)散熱。

例如，軍事級(jí)，汽車級(jí)和擴(kuò)展級(jí)溫度元器件比商業(yè)級(jí)或消費(fèi)級(jí)元器件具有更寬的溫度容限。雖然具有較高溫度承受能力的元器件價(jià)格昂貴，但它們對(duì)于確保PCB電路在現(xiàn)場的可靠性至關(guān)重要。

對(duì)于微控制器，應(yīng)注意降低其系統(tǒng)時(shí)鐘通常會(huì)增加其最大工作溫度極限。 

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