印刷電路板是必不可少的電子設備，但有時工程師面臨溫度限制，這迫使他們不得不跳槽思考。在本文中，我們將對高溫電路板的設計進行總體概述，并且一路走來，我們將考慮在這種情況下可能會提供的一些選擇。

高溫環境的材料選擇

在考慮電路本身之前，我們需要考慮將由制造商制造電路板的材料。絕大多數電路板由稱為FR-4的材料制成，這是一種可承受90至110攝氏度的玻璃環氧層壓板。如果我們的環境低于此閾值，我們通常可以忽略此考慮，而與其他任何設計一樣訂購電路板，但是如果我們正在為溫度超過水沸點的應用進行設計，則需要進行升級我們的板要耐高溫FR-4或聚酰亞胺。這些升級的材料可以承受130至260攝氏度，具體取決于制造商和特定材料類型。

此外，傳統的含鉛焊錫膏的熔化溫度約為160至180攝氏度，因此我們需要指導組裝人員使用無鉛焊錫膏。如果不是這樣，我們冒著從面板上掉下來元器件的風險。同樣，我們應考慮某些類型的保形涂料，以進一步保護我們的設計免于烘烤。

高溫環境下的設計規則

最后，我們可以開始專注于我們的設計了。這是大型挑戰開始浮出水面的地方。許多邏輯組件根本無法在極端溫度下運行。許多硅芯片無法在高溫環境下正常工作，從而形成了無用的電路板。為了確保不會發生這種情況，我們在搜索組件時需要添加溫度參數，尤其是在我們的設計需要包括邏輯芯片或微控制器的情況下。大多數供應商搜索工具都具有此選項，但是可用的選項卻少得多。

成功挑選組件后，我們需要考慮放置位置。通常，在放置我們的組件時，我們希望將所有發熱組件保持盡可能遠的距離，即使在正常環境下這些組件不必擔心發熱。這是因為這些設備將在環境中產生額外的熱量。要考慮的部分包括穩壓器，大功率電阻器等。

最后，我們可能要考慮我們的外殼。雖然PCB可以設計為適合大多數環境，但在大多數情況下，修改外殼設計以使其隔熱是有益的，這對我們很有好處。這不能代替我們已經討論過的設計考慮因素，但是絕對應該將其視為第一道防線。一些考慮因素可能包括外殼內壁上的絕熱，諸如鈦和凱夫拉爾之類的溫度屏蔽材料，或者在不太極端的情況下包括ABS塑料。

由于元件耗散導致的高溫

一些組件需要大量的散熱，因此無論其環境如何，我們都應考慮高溫組件情況的設計規則。這是廣泛設計中的主要問題，因為好的設計的執行會影響可靠性和使用壽命。

就像在加熱的環境中一樣，最好將產生熱量的組件彼此隔開一定距離。總的來說，多個受熱部件會導致整個電路板的整體烘烤，從而使我們無法使用設備。另外，始終需要足夠的通風。如果我們將板子放在箱子中，并且我們選擇的零件會產生大量熱量，那么將小箱子風扇與散熱器配合使用可以緩解我們的麻煩。風扇的位置也很重要，因為我們希望風扇將冷空氣吹到散熱器的葉片上以散發熱量，從而降低組件的溫度。

在我們的整個設計中，戰略性地放置通孔還可以幫助對零件進行散熱處理。例如，如果我們使用的是平面安裝封裝，則可以使用多個過孔將零件的熱質量附著到接地層。通過在這些通孔中填充導電膠，我們可以獲得更高的導熱率。實際上，這將整個電路板本身變成了散熱器，從而消除了對獨立電路板的需求。盡管這并非總是可能的，例如在大多數通孔設計中，但這種技術使我們能夠降低成本并減少物料清單中的行項目。

結論

盡管這還不是一個詳盡的清單，但是這些實踐以及其他實踐可以幫助我們創建可以經受高溫測試的電路板。盡管這需要大量的實踐來完善，但是一般概念非常簡單，可以很快地學習，并且在電路設計方面不需要太多的讓步。作為工程師，我們總是會遇到困難的設計約束，但是有了這些知識，溫度約束就可以大大簡化。