Me gustaría hacer un proyecto casero en el que tome la temperatura dentro de mi congelador y dentro de los líquidos. Dejando a un lado la compatibilidad con líquidos, tengo curiosidad sobre si alguien puede o no recomendar algunas de las mejores prácticas para el diseño de la placa. No he encontrado ningún recurso en línea que explique lo que sucederá en las aplicaciones diseñadas para temperaturas de 0C. Supongo que las juntas de soldadura se contraerán debido al frío, pero ¿significa esto que un diseño de montaje en superficie fallará inherentemente? Por lo tanto, ¿debería limitar mis selecciones de temperatura (y posiblemente microcontrolador) a piezas de orificio pasante? ¿Existe una mejor formulación de soldadura, es decir, sin plomo o no? ¿Deberían las almohadillas o los orificios pasantes ser más grandes de lo que normalmente se encuentra en las hojas de datos de IC en la sección de huella?
Cualquier consejo o idea sería realmente apreciada. Estoy más que dispuesto a experimentar y aprender de mis errores, pero si pudiera tener una mejor ventaja, sería bueno. :)
Alguna información útil sobre diferentes tipos de soldadura: NIST Metallurgy
Las principales tablas importantes son 1.12 (coeficiente de expansión térmica/propiedades elásticas de las soldaduras con plomo) y 1.14 (resistencia a la tracción/corte de las soldaduras con plomo).
Creo que el documento también tiene información para soldaduras sin plomo (así es como se llama después de todo), no busqué demasiado para estas.
Las propiedades clave para la soldadura con plomo 63/37:
Coeficiente de dilatación térmica:
El peor de los casos es si la soldadura se monta sobre algo completamente rígido. Supongamos que tomáramos el estado de tensión 0 como temperatura ambiente (25 °C).
La contracción debida a la dilatación térmica es:
Y el esfuerzo de tracción apropiado es:
Esto está muy por debajo de la resistencia a la tracción de la soldadura.
¡Sin embargo! Aún mejor es que la propia placa PCB se contraerá con la soldadura a medida que se enfríe. Dependiendo de la dirección de disposición real, esto coincide estrechamente con el CTE de soldadura 63/37 (~20e-6/C para la dirección principal), por lo que la tensión real será menor.
tl; dr: estarás bien. Es posible que deba preocuparse más por la humedad/condensación, además de tener componentes clasificados para operar por debajo de 0C en lugar de preocuparse por el agrietamiento de las juntas de soldadura.
La contracción diferencial es bastante pequeña; SMT normal funciona hasta al menos -40C sin técnicas especiales. El ciclo térmico puede ser un poco más problemático, si va de -40 a +100 y retrocede cada pocos minutos, algo se romperá después de un tiempo. Las partes BGA son más vulnerables a esto.
El revestimiento de conformación de PCB (aplicado después del ensamblaje y la prueba) mantendrá el agua fuera de la placa.
Transeúnte
KalleMP