PCB di riscaldamento in un ambiente a bassa temperatura

Devo sviluppare un circuito microcontrollore che funzionerà a basse temperature (fino a -60 ° C). Voglio riscaldare la scheda PCB FR4 fino a quando non raggiunge l'intervallo di temperatura commerciale superiore a -40 ° C. Ho trovato alcuni riscaldatori flessibili per riscaldare il PCB. Quali altre opzioni ho? È possibile utilizzare uno strato PCB come riscaldatore? Non sono riuscito a trovare alcuna informazione sull'uso di uno strato come riscaldatore.

Sarei propenso a usare tracce sul o nel PCB come riscaldatore diretto, come suggerisci. Ovviamente, inizieresti isolando il pannello il più possibile per ridurre al minimo l'energia richiesta per mantenere la temperatura. Prestare particolare attenzione ai collegamenti elettrici esterni, che possono anche essere buoni conduttori di calore. Le lunghezze extra di filo interrate nell'isolamento aiuteranno parecchio.

Metterei le tracce per lo più attorno al bordo della scheda, generalmente tenendole lontane da altri componenti che producono calore per ridurre al minimo i gradienti di temperatura attraverso la scheda. Progetterei una fonte attuale che abbia un feedback di temperatura per guidare la traccia, con un'impostazione "massima" che è garantita per non bruciarla.

I riscaldatori flessibili che hai trovato stanno essenzialmente facendo la stessa cosa, ma probabilmente considerano i dati delle applicazioni in qualche modo proprietari. Dovrai elaborare tu stesso i dettagli; cose come larghezze e spessori delle tracce, livelli attuali e aumento della temperatura, basato sulla resistività di base del rame, che è 1,68 × 10 ^-8 Ω-m @ 20 ° C.

Ho dovuto progettare un demodulatore di dati di un ricevitore radio a 400 MHz in grado di sedersi a -60 ºC e ho messo un gruppo di resistori a montaggio superficiale in una formazione di matrice sotto il PCB sulla traccia inferiore (scheda a 4 strati). La matrice significava che se un resistore avesse fallito, non avrebbe ucciso l'intera idea del riscaldatore.

Ho usato un sensore di temperatura per controllare il riscaldamento e all'incirca a +10 ° C questo si è spento perché lo stesso modulo poteva anche rimanere fuori durante il giorno di cottura. L'unico problema che l'unità aveva inizialmente era quando il riscaldamento torna a 0 ºC - si è formata condensa sul circuito e per 5 minuti la radio non ha funzionato come previsto. Ciò è stato risolto con laccatura selettiva delle aree vulnerabili del PCB.

Vi erano ancora alcuni difetti evidenti mentre risaliva di 0 ° C, ma erano di breve durata. L'unità è stata progettata per una cella di prova del motore aeronautico - non è un bel posto dove stare quando il motore era acceso! Il ricevitore radio stava raccogliendo dati dal motore.