Aquecimento do PCB em um ambiente de baixa temperatura

Eu tenho que desenvolver um circuito de microcontrolador que funcione a baixas temperaturas (tão baixas quanto -60 ° C). Quero aquecer a placa FR4 PCB até atingir a faixa de temperatura comercial acima de -40C. Encontrei alguns aquecedores flexi para aquecer o PCB. Que outras opções eu tenho? É possível usar uma camada de PCB como aquecedor? Não consegui encontrar nenhuma informação sobre o uso de uma camada como aquecedor.

Eu estaria inclinado a usar traços no PCB ou como um aquecedor direto, como você sugere. Obviamente, você começaria isolando o quadro o máximo possível para minimizar a energia necessária para manter a temperatura. Preste atenção especial às conexões elétricas externas, que também podem ser bons condutores de calor. Comprimentos extras de fio enterrado no isolamento ajudarão bastante.

Eu colocava os traços principalmente na borda da placa, geralmente mantendo-os afastados de outros componentes que produzem calor, a fim de manter os gradientes de temperatura em toda a placa no mínimo. Eu projetaria uma fonte atual com feedback de temperatura para direcionar o rastreamento, com uma configuração "máxima" garantida para não queimar.

Os aquecedores flexi que você encontrou estão essencialmente fazendo a mesma coisa, mas provavelmente consideram os dados dos aplicativos um pouco proprietários. Você terá que descobrir os detalhes você mesmo; coisas como larguras e espessuras de traços, níveis de corrente e aumento de temperatura, com base na resistividade básica do cobre, que é de 1,68 × 10 ^-8 Ω-m a 20 ° C.

Tive que projetar um desmodulador de dados de um receptor de rádio de 400 MHz que pudesse se sentar a -60 ºC e coloquei vários resistores de montagem em superfície em uma formação de matriz embaixo da placa de circuito impresso no traço inferior (placa de 4 camadas). A matriz significava que, se um resistor falhasse, não mataria toda a ideia do aquecedor.

Usei um sensor de temperatura para controlar o aquecimento e, a uma volta de cerca de 10 ºC, este desligou-se, porque o mesmo módulo também podia ficar no calor do dia inteiro. O único problema que a unidade teve inicialmente foi o aquecimento de 0 ºC - condensação formada na placa de circuito e por 5 minutos o rádio não funcionou como esperado. Isso foi curado com lacagem seletiva de áreas vulneráveis ​​do PCB.

Ainda havia algumas falhas perceptíveis à medida que voltavam a 0 ºC, mas elas tiveram vida muito curta. A unidade foi projetada para uma célula de teste de motores aeronáuticos - não é um bom lugar para se estar quando o motor estava ligado! O receptor de rádio estava coletando dados do mecanismo.