¿Es adecuado usar una capa interna como cama de calor si quiero calentar mi PCB multicapa?

Necesito diseñar un circuito para calentar mi PCB. Hay muchas maneras de construir dicho circuito. Pero aprendí de una publicación " Calentamiento de PCB en un ambiente de baja temperatura " que tal vez pueda usar rastros como calentador.

Mi primera idea es usar una de las capas internas como cama de calor y colocar rastros de cobre allí. He buscado en Internet durante un tiempo, pero no puedo encontrar ninguna nota de aplicación ni ninguna discusión sobre este tema.

Entonces mi pregunta es: ¿es bueno o adecuado usar la capa interna como cama de calor? Si no, ¿alguna desventaja?

(No estoy familiarizado con el proceso de fabricación de las placas de PCB. Por lo tanto, no estoy tan seguro de si podría colocar rastros en la capa interna)

Idea fascinante. No puedo ver por qué no funcionaría, siempre y cuando dirija el rastro de su calentador alrededor de cualquier vía, orificio pasante, etc.
Buena idea. Sin embargo, me pregunto si tendrías que tomar medidas para asegurarte de que se calienta de manera uniforme. Si hay un componente grande y pesado en una esquina de la placa, tal vez tendría que concentrar las huellas de calentamiento allí para que no haya gradientes de temperatura realmente pronunciados. No sé si realmente existe algún peligro asociado con el calentamiento desigual, pero puedo ver dónde podría estar, pero alguien que realmente conozca la física/mecánica de las placas de PC tendría que decirlo.
Se trata de gradientes de calor. Si son lo suficientemente pequeños para todos los materiales, no hay de qué preocuparse.
@PlasmaHH: Entonces, ¿es muy difícil lidiar con los gradientes de calor? Porque parece que nadie ha hecho experimentos relacionados y artículos publicados.
@billyzhao: Lo he visto en muchos lugares, aunque no conozco ninguna publicación. La forma de lidiar con los gradientes de calor es que no excedan un límite específico.
¿No es esto lo que hacen en las camas de calor de las impresoras 3d? http://reprap.org/wiki/PCB_Heatbed
@MattAnderson: No estoy seguro. Quiero usar la capa interna, mientras que la del sitio web parece usar la capa inferior.

Respuestas (2)

Creo que podrías hacer esto. Sugiera pistas serpenteantes que no formen una bobina para que el campo magnético no sea especialmente fuerte. Puede protegerse electrostáticamente con un plano de tierra, pero el campo magnético atravesará todo, por lo que si tiene circuitos sensibles, es posible que deba filtrar el PWM a algo más como CC (no es realmente un gran problema, solo algunos inductores y condensadores) .

El grosor y la resistividad del cobre y el grabado de las trazas finas no están tan bien controlados, pero +/-20 % no es un gran problema en un calentador (y es posible que pueda obtenerlo repetidamente).

Personalmente, usaría un termistor SMT barato para el sensor, suponiendo que solo desee controlar una temperatura. Solo pégalo y funcionará. Habrá suficiente emoción para que el calentador funcione bien.

Aquí hay un ejemplo de un patrón usado en un calentador de película comercial:

ingrese la descripción de la imagen aquí

El suyo tendría que trotar alrededor de los agujeros pasantes, pero si derrochara en vías ciegas, eso podría minimizarse.

Gracias. He elegido un termistor adecuado. La corriente que pasa por las pistas proviene directamente de una fuente de alimentación de CC. Entonces, tal vez no deba considerar el campo magnético, ¿verdad?
Sí, solo debería afectar las cosas momentáneamente cuando lo cambias. Es posible que desee agregar algo de histéresis para que no cambie con demasiada frecuencia (u oscile debido a una pequeña retroalimentación imprevista).

Incluso puede hacer una espiral larga de un rastro delgado en algunos lugares y usarlos como sensores térmicos. Requerirá un poco de experimentación, pero puede funcionar muy bien para construir una placa con control de temperatura como esa. La deriva térmica en la resistencia del cobre es de solo 3,9*10^-3, por lo que si puede hacer una traza de 10 ohmios a 20 grados C, será de unos 12,3 ohmios a 80 grados C. Sin duda, es una diferencia detectable, pero no la más fácil

(puede usar la calculadora al final de esta página )

También puede colocar algunos módulos PTC o NTC en una de las superficies :-) Pero eso es menos impresionante/mágico :-P

Como sugiere @PlasmaHH en un comentario, debe tener cuidado de no comenzar a bombearle energía, para evitar que se produzcan grandes diferenciales. Si agrega cantidades de energía de bajas a medias a la capa intermedia, esa energía puede tener tiempo para disiparse de manera uniforme.

Puede ayudar a la disipación de la energía dejando cobre entre los rastros de calefacción que pueden llevar el exceso de calor de un lugar sin componentes a un lugar con muchos. Puede ayudarlo aún más colocando la calefacción entre dos planos de potencia casi sólidos, pero no espero que sea necesario. La conductividad térmica de los materiales FR4 ya es muy decente también.

Simplemente no quite el cobre que no necesita para calentar, eso ayudará mucho, y si puede conectarlos a un plano o pista de tierra segura: en primer lugar, eso conducirá el calor a ese plano. , lo que ayuda, pero también evita resonancias y cosas por el estilo cuando comienzas a usar PWM en el calentador.

Buena idea usar las huellas como sensores: incluso puede combinar los dos y medir la resistencia de las huellas de calentamiento para determinar qué tan calientes están.
@NickJohnson Lo que puede hacer con la corriente que fuerza, de hecho, pero sería un efecto promedio compuesto sobre la longitud, a menos que localice la producción de calor. Eso también tiene ventajas si puede sacrificar un par de pines adicionales en un controlador, para permitirle calentar más o menos localmente.
Entonces, ¿quieres decir que mi idea es práctica?
@billyzhao Traduciendo la respuesta de Asmyldof: "Sí, y aquí hay algunas ideas sobre cómo mejorarlo y evitar algunos posibles problemas".
No recomendaría PWM-ing el calentador, estaría induciendo todo tipo de ruido eléctrico en sus circuitos. Debe calcular la cantidad de energía que necesita para mantener una temperatura de PCB determinada y aplicar una pequeña CC durante mucho tiempo para proporcionar esa energía.
@Guill, si lo envuelve en dos planos de tierra correctamente con cobre conectado a tierra alrededor de los rastros del calentador, PWM no será un problema. Si suavizas el PWM aún menos. Si tiene la PCB en entornos que cambian ligeramente, la energía fija lo morderá, especialmente si tiene algo más que simples paquetes pequeños.
¿Es adecuado usar una capa interna como cama de calor si quiero calentar mi PCB multicapa?
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