Рекомендации по пайке для морозильных камер?

Я хотел бы сделать домашний проект, в котором я буду измерять температуру внутри морозильной камеры и внутри жидкостей. Помимо жидкостной совместимости, мне больше всего интересно, может ли кто-нибудь порекомендовать некоторые передовые методы проектирования платы. Я не нашел в Интернете никаких ресурсов, объясняющих, что произойдет в приложениях, предназначенных для температур 0C. Я предполагаю, что паяные соединения сожмутся из-за холода, но означает ли это, что конструкция для поверхностного монтажа по своей природе не сработает? Следовательно, должен ли я ограничивать выбор температуры (и, возможно, микроконтроллера) сквозными деталями? Есть ли лучший состав припоя, т.е. без свинца? Должны ли контактные площадки или сквозные отверстия быть больше, чем то, что обычно указано в листах данных ИС в разделе о посадочных местах?

Любые советы или понимание будут действительно оценены. Я более чем готов экспериментировать и учиться на своих ошибках, но если бы я мог лучше начать, это было бы неплохо. :)

0 градусов это ничего. Без свинца это хорошо, потому что свинец и пища несовместимы.
При температуре ниже -70°C припой с содержанием олова >20% считается плохой идеей. При 0°C я бы побеспокоился о конденсации, как указано ниже, и защитил или залил схему. farnell.com/datasheets/315929.pdf

Ответы (2)

Немного полезной информации о различных типах припоя: NIST Metallurgy

Основные важные таблицы: 1.12 (коэффициент теплового расширения/упругие свойства освинцованных припоев) и 1.14 (прочность на растяжение/сдвиг освинцованных припоев).

Я полагаю, что в документе есть информация и о бессвинцовых припоях (в конце концов, так они называются), я не особо искал их.

Ключевые свойства свинцового припоя 63/37:

Коэффициент теплового расширения:

α знак равно 24 10 − 6 К
Модуль упругости (я использую показатель 20 градусов, он будет немного выше около 0 градусов, не превышая 38,1 ГПа при -70 градусах):
Е знак равно 30,2 грамм п а
Предел прочности:
о м а Икс знак равно 56.19 М п а

В худшем случае припой монтируется на что-то абсолютно жесткое. Предположим, что мы должны принять стрессовое состояние 0 как комнатную температуру (25°C).

Сжатие из-за теплового расширения равно:

ϵ знак равно α ( 25 С − 0 С ) знак равно 0,0006

И соответствующее растягивающее напряжение равно:

о знак равно Е ϵ знак равно 18.12 М п а

Это значительно ниже предела прочности припоя.

Однако! Еще лучше то, что сама печатная плата будет сжиматься с припоем по мере остывания. В зависимости от фактического направления укладки, это точно соответствует КТР припоя 63/37 (~20e-6/C для основного направления), поэтому фактическое напряжение будет ниже.

tl;dr: с тобой все будет в порядке. Возможно, вам придется больше беспокоиться о влаге / конденсате, а также о наличии компонентов, рассчитанных на работу при температуре ниже 0C, вместо того, чтобы беспокоиться о растрескивании паяных соединений.

Это действительно отличное, подробное объяснение. Большое спасибо за публикацию.

Дифференциальное сокращение довольно мало; обычный SMT работает при температуре не менее -40°C без каких-либо специальных методов. Термическое циклирование может быть немного большей проблемой, если вы переходите от -40 до +100 и обратно каждые несколько минут, через некоторое время что-то сломается. Детали BGA более уязвимы для этого.

Конформное покрытие печатной платы (нанесенное после сборки и испытаний) предотвратит попадание воды на плату.

Конформное покрытие звучит как хорошая идея — спасибо!
Рекомендации по пайке для морозильных камер?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v