PCBs bei niedrigen Temperaturen..

OP #2201867
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Hallo Ihr Lieben,
wer hat denn Erfahrung mit PCBs bei niedrigen Lager- oder 
Betriebstemperaturen. Was passiert mit einem Board bei einer Lagerung 
bei -40 Grad Celsius ?
Es geht mir darum, ob bei PCBs mit High Dense Chips wie z.B. FPGA-Chips 
in  BGA-Ausführung mit grossen Ausfällen zu rechnen ist. Ich meine im 
Zeitalter des bleifreien Lots sind die Lötungen doch insgesamt etwas 
fester.
Vielleicht hat ja jemand schon Versuche im Klimaschrank oder hat 
Erfahrungen gemacht.
#2201886
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Willst du die Platinen nur lagern oder bei dieser Temperatur betreiben?
Generell kann ich dir sagen, dass die Lötstellen durch Temperaturwechsel 
altern. Wenn du deine Baugruppen also bei -40°C betreibst, dann werden 
sie mit Sicherheit durch die entstehende Verlustleistung mehr oder 
weniger wärmer. Je größer dieser Temperaturunterschied und je öfters die 
Elektronik an und ausgeschaltet wird, desto größer die Alterung. Am Ende 
(EOL) reißen dann die Lötstellen. Dies gilt übrigens über den kompletten 
Temperaturbereich.
Ein reines Lagern, ohne Eigenerwärmung, ist zwar bei dieser Temperatur 
nicht unbedingt kritisch, allerdings kann dies auch zu einer verkürzten 
Lebensdauer führen. Nähere Informationen siehe die Datenblätter aller 
Komponenten und auch die Spezifikation deiner Leiterplatte und die 
Aussage des Leiterplattenherstellers!
#2207119
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Wir machen hier Geräte bis -55:
Da gibt es alle möglichen neg. Effekte, aber eher so 
Temperaturabhängigkeiten bei Bauteilen. BGA ham wa net, aber mit den 
Lötstellen bei Finepitch oder THT gibt es halt die ganz üblichen 
Probleme des Temperaturwechsels. Aber da ist die Absoluttemperatur 
irrelevant, nur delta T zählt. Sind die BGA bis -55 zertifiziert, dann 
würde ich mir wenig Gedanken machen. Eventuell mit dem LP Hersteller 
sprechen, wegen LP Material und dem TK. Die Schrumpfung ist ja 
richtungsabhängig (bei BGA eher auch egal).
Gast #2208337
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Hallo,

bei dauerhaft niedriger Temperatur verlaufen auch alle Änderungen 
langsamer, wie etwa Korrosion, Glasumwandlung, Polymerisation usw. Du 
kannst daher davon ausgehen, dass die LP selbst länger halten als 
normal.

Ich schlage dafür die Bezeichnung Ötzi-Effekt vor.

Gruss Reinhard
Gast #2208630
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Also die Platinen sitzen halt "draussen" und "lagern" dann bei -40 Grad 
(bis zu..) und wenn man das ganze in Betrieb bringt, dann heizt man den 
Container zum Betrieb auf etwa 15-20 Grad, und ab 0 Grad kann man die 
Elektronik dann betreiben. So die Theorie. (Ist übrigens eine HF-Anlage)
Im Moment gehe ich davon aus, dass man eine heizung/Kühlung kombinirt 
einbaut,sowie zusätzlich eventuell eine Art Frostwächter der dafür 
sorgt, dass die Temperaturdeltas nicht so gross ausfallen.

Zottel Thier schrieb:
> Wir machen hier Geräte bis -55:
> Da gibt es alle möglichen neg. Effekte,
Wie sind denn die Auswirkungen auf Cs etc.. ?
Und kann man irgendeinen anhaltspunkt für die menge von zulässigen 
temperaturzyklen herausfinden.
Es kann schon sein, dass da 365 Zyklen pro Jahr mit einer 
Temperaturdifferenz von 50-60 Grad (-40..+15) vorkommen.
Gast #2209199
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amazon schrieb:
> Es kann schon sein, dass da 365 Zyklen pro Jahr mit einer
> Temperaturdifferenz von 50-60 Grad (-40..+15) vorkommen.

Hallo,

damit muss man im Auto auch rechnen, daher gibt es zahlreiche, auch 
Langzeit-Untersuchungen durch Firmen wie Bosch - aber normalerweise sind 
die nicht veröffentlicht. Sowas wie eine Motorsteuerung dürfte deine 
Anforderungen erfüllen, da steckt aber eben sehr viel Knowhow drin bis 
zur Gehäusetechnik (wegen Kondensation usw.).

Wirb halt einen Automotive-Entwicklungsingenieur ab...

Gruss Reinhard
Persönliche Seite #2227679
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Reinhard Kern schrieb:
> amazon schrieb:
>> Es kann schon sein, dass da 365 Zyklen pro Jahr mit einer
>> Temperaturdifferenz von 50-60 Grad (-40..+15) vorkommen.
>
> Hallo,
>
> damit muss man im Auto auch rechnen, daher gibt es zahlreiche, auch
> Langzeit-Untersuchungen durch Firmen wie Bosch - aber normalerweise sind
> die nicht veröffentlicht. Sowas wie eine Motorsteuerung dürfte deine
> Anforderungen erfüllen, da steckt aber eben sehr viel Knowhow drin bis
> zur Gehäusetechnik (wegen Kondensation usw.).

Ein paar Stichworte dazu:
- Hühnerfutter ist unkritisch, je größer das Bauteil, desto schlimmer
- BGA ist kritischer als TQFP und Konsorten
- Temperaturkoeffizienten von Moldmasse und Leiterplatte sollten 
möglichst ähnlich sein
- Vom Lot hängt viel ab
- Erproben geht über Überlegen, stecke das fertige Produkt in den Ofen 
und lasse 2000 oder 4000 Zyklen (je nach gewünschter Lebensdauer) 
drüberlaufen. Eventuell kannst Du auch erst mal nur eine Probeplatine 
für die mechanischen Aspekte machen und die in den Ofen stecken.

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