電(diàn)路板溫(wēn)度高會發(fā)生什麼？
熱(rè)量(liáng)可能(néng)會損(sǔn)壞。印(yìn)刷(shuā)電路(lù)板(bǎn)（PCB）材(cái)料經配製可(kě)承受一定量的熱量，但(dàn)是(shì)當溫(wēn)度升(shēng)高到一定限(xiàn)度(dù)以上(shàng)時，電(diàn)路性(xìng)能會受到影(yǐng)響，尤(yóu)其(qí)是(shì)在(zài)較高頻(pín)率下(xià)。如果電路設(shè)計(jì)人(rén)員知道(dào)各種(zhǒng)參數(shù)，它(tā)們可以(yǐ)最(zuì)準(zhǔn)確地(dì)描述溫度(dù)升高(gāo)時(shí)電(diàn)路(lù)材料的(dí)行(háng)為，那(nà)麼耐(nài)熱(rè)PCB材料和經過(guò)仔細考(kǎo)慮的(dí)電路(lù)設(shè)計就(jiù)可(kě)以承受一定的熱(rè)量。
熱(rè)量可能來(lái)自(zì)各(gè)種(zhǒng)來源，並以不同的方(fāng)式(shì)影響電路(lù)，尤(yóu)其是在組(zǔ)裝電(diàn)路(lù)板(bǎn)時，密(mì)度越來越(yuè)高，從而(ér)努力設計更小，更輕(qīng)的電路。熱量(liáng)可(kě)以由安裝在(zài)電路板上的(dí)組件(jiàn)產(chǎn)生(shēng)，也可以由電路(lù)板外部(bù)的熱(rè)源產生。大(dà)功率雷達係(xì)統(tǒng)的設計(jì)人員(yuán)熟悉諸如速調管(guǎn)和行波(bō)管(guǎn)（TWT）等真(zhēn)空管放大設(shè)備產(chǎn)生的(dí)大(dà)量熱量。最近，安裝在(zài)PCB上(shàng)的高密度(dù)放大半導(dǎo)體(tǐ)（例(lì)如(rú)氮(dàn)化镓（GaN）晶(jīng)體管）除了提高RF /微(wēi)波(bō)信(xìn)號(hào)的(dí)功(gōng)率水平外(wài)，還會產生熱點(diǎn)。 PCB外部的熱源(yuán)（例如汽車電(diàn)子(zǐ)係統(tǒng)中(zhōng)的熱源）也會(huì)升高電路溫度(dù)並帶(dài)來(lái)可靠性(xìng)問(wèn)題。設計受(shòu)此類熱源(yuán)影響最小(xiǎo)的(dí)電(diàn)路(lù)是(shì)了(liǎo)解RF /微波電(diàn)路材料在(zài)較高溫度下(xià)的行(háng)為的(dí)問(wèn)題(tí)。
熱(rè)量(liáng)會使大多(duō)數材料膨(péng)脹，包括電(diàn)路材料。由(yóu)於較高頻(pín)率下的波長(cháng)較小(xiǎo)，因此(cǐ)微波電(diàn)路(lù)，尤其是(shì)毫米(mǐ)波（30 GHz及更高）電(diàn)路具(jù)有較小(xiǎo)的(dí)功能，隨著電(diàn)路(lù)板隨(suí)著溫度(dù)的升(shēng)高(gāo)而擴展，該(gāi)功能可(kě)能會(huì)失(shī)真(zhēn)。另外(wài)，由於對(duì)更小(xiǎo)的(dí)電(diàn)子設(shè)計(jì)的(dí)需(xū)求不斷增(zēng)長，許多(duō)電路被設計(jì)為(wéi)具有較高介(jiè)電(diàn)常數的電路材(cái)料，從而對於(yú)給定的(dí)頻率(shuài)和(hé)波(bō)長(cháng)產(chǎn)生(shēng)較小的(dí)電路(lù)特(tè)征。高溫(wēn)會(huì)引起電(diàn)路材料膨脹，從(cóng)而(ér)改變傳輸綫的(dí)形(xíng)式(shì)並使導體的(dí)阻(zǔ)抗(kàng)與所(suǒ)需值（通(tōng)常(cháng)為50Ω）發生(shēng)變化。在較高(gāo)溫度下電(diàn)路的(dí)不良(liáng)結果(guǒ)包(bāo)括綫(xiàn)性(xìng)損(sǔn)失(shī)，失真(zhēn)，甚(shèn)至由於傳輸綫尺寸(cùn)變化(huà)而引(yǐn)起的(dí)頻(pín)率(shuài)偏移。
復(fù)雜(zá)的事實是，電(diàn)路板(bǎn)是(shì)包括(kuò)電介質(zhì)層(céng)和導電金(jīn)屬層在(zài)內的材(cái)料(liào)的復合(hé)材料，隨著高溫(wēn)的作用(yòng)，它(tā)們(mén)往往以不(bù)同的(dí)速(sù)率膨(péng)脹至(zhì)不同的極限。這種PCB行為由參(cān)數熱膨(péng)脹係(xì)數（CTE）來表(biǎo)征(zhēng)，該參(cān)數(shù)描(miáo)述了材(cái)料(liào)所經歷(lì)的膨(péng)脹量（以百萬(wàn)分(fēn)之(zhī)一（ppm）為(wéi)單(dān)位）隨(suí)溫度的變(biàn)化(huà)（以(yǐ)攝(shè)氏(shì)度（°C）為單位）。理(lǐ)想情(qíng)況下，PCB介電層(céng)的(dí)CTE值(zhí)應與層(céng)壓在介電材料上的銅或其他(tā)導電金屬的(dí)值(zhí)接近(jìn)，這(zhè)樣兩種材料在高溫下會(huì)一起膨(péng)脹，以(yǐ)避免在(zài)兩(liǎng)種不(bù)同材料(liào)的界(jiè)麵處產生應力(lì)。電路設計(jì)人(rén)員經常擔心某些電(diàn)路(lù)部件(jiàn)在較高溫度(dù)下(xià)的可靠性，例(lì)如，用於互(hù)連(lián)多(duō)層(céng)電路板(bǎn)不同(tóng)層(céng)的鍍(dù)通孔（PTH），介電(diàn)材(cái)料和(hé)導電金(jīn)屬材料匯合(hé)處。
當使用高(gāo)介電常數電路(lù)材(cái)料來最小化(huà)電路(lù)功能(néng)和(hé)尺寸時(shí)，例如Rogers Corp.的低(dī)損耗RO3010™電(diàn)路層壓板(bǎn)，在(zài)z軸測(cè)得的介電常(cháng)數(shù)（Dk）為10.2（厚度）為10 GHz，整(zhěng)個電路(lù)板(bǎn)的公差保持(chí)在(zài)±0.30，高溫會影響傳輸(shū)綫(xiàn)的尺寸(cùn)和(hé)間(jiān)距(jù)，特別是由(yóu)於層壓板(bǎn)的(dí)高(gāo)Dk會導致電(diàn)路(lù)尺(chǐ)寸(cùn)減小。同樣(yàng)，為毫米波(bō)頻率製造(zào)的(dí)電路也將具(jù)有極好的綫寬和(hé)間(jiān)距，並且(qiě)由(yóu)於(yú)高(gāo)溫引(yǐn)起(qǐ)的電路板(bǎn)擴展會(huì)改變這些(xiē)電(diàn)路的(dí)性能(néng)。
綫寬和傳(chuán)輸綫間距決定(dìng)了電(diàn)路各部(bù)分之間(jiān)的耦合量(liáng)，並(bìng)且電路尺寸對(duì)於(yú)確定(dìng)諧振(zhèn)電(diàn)路(lù)的中(zhōng)心頻率至關(guān)重要。例如，對於(yú)高溫(wēn)下的邊緣耦合(hé)帶通(tōng)濾(lǜ)波器電路(lù)，導體(tǐ)與介電材(cái)料(liào)之間CTE的顯著差異會導(dǎo)致(zhì)濾波(bō)器耦合(hé)諧振器之(zhī)間的物(wù)理空(kōng)間發生變化(huà)，從(cóng)而(ér)可(kě)能對通(tōng)帶頻(pín)率和帶寬產(chǎn)生不良(liáng)影(yǐng)響(xiǎng)。
深圳小(xiǎo)銘打(dǎ)樣SMT貼片(piàn)加工廠：對於PCB材料，較(jiào)低的CTE值表(biǎo)示由(yóu)於(yú)較高的(dí)溫(wēn)度而導致的膨脹較小(xiǎo)的材(cái)料，而較低的值始(shǐ)終(zhōng)更好(hǎo)。根據(jù)一般經驗，PCB材(cái)料的CTE值應小(xiǎo)於(yú)70 ppm /°C，以實現良好(hǎo)的(dí)可靠性。適用於以(yǐ)毫(háo)米(mǐ)波頻(pín)率或(huò)更(gēng)小調光度工作(zuò)的(dí)電(diàn)路(lù)