Technologie PCB - Quelles sont les principales causes des températures élevées des PCB

Cet article traite des principales raisons pour lesquelles les températures élevées sur les PCB causent des pannes et des dommages à la carte elle - même.

Une surchauffe de la carte de circuit imprimé (PCB) peut entraîner une mauvaise conception, un mauvais choix des matériaux des composants, un placement incorrect des composants et une gestion thermique inefficace.

La température élevée qui en résulte aura un impact négatif sur la fonction, les composants et la carte elle - même. Dans de nombreuses applications, l'effet de la température élevée est négligeable, mais dans la conception haute performance, cela peut être important.

Une bonne gestion thermique est donc un aspect important du génie électrique. Une approche intégrée de la gestion thermique consiste à se concentrer sur tous les aspects, du niveau des composants au système de carte physique et à l'environnement d'exploitation.

L'augmentation de la densité des composants dans les circuits électroniques d'aujourd'hui peut entraîner des problèmes thermiques. En outre, des défauts de conception de PCB et des techniques de refroidissement inefficaces peuvent entraîner des températures élevées inacceptables.

Mauvais placement des composants

Certains appareils de forte puissance nécessitent un emplacement avec un flux d'air approprié (naturel ou forcé) pour transférer la chaleur. Ceux - ci doivent donc être placés dans des endroits avec des évents ou un bon flux d'air.

Sans un flux d'air et une dissipation de chaleur appropriés, le PCB conservera la majeure partie de la chaleur, ce qui entraînera une augmentation progressive de la température, entraînant une mauvaise performance ou des dommages au circuit. De plus, gardez à l'esprit que si les pièces sensibles sont placées à proximité de pièces qui émettent beaucoup de chaleur, elles seront soumises à des contraintes thermiques.

Quelles sont les principales causes des températures élevées des PCB

Radiateur avec ventilateur de refroidissement

Les composants de haute puissance tels que les transistors de puissance créent des points chauds sur la carte PCB. Cependant, avec une bonne dissipation de chaleur et un refroidissement naturel ou forcé, la température peut être maintenue dans des limites sûres.

Facteurs thermiques environnementaux et externes

Il n'a pas été tenu compte du fait que les conditions dans l'environnement cible lors de la conception peuvent soumettre les composants à des contraintes thermiques lorsque les PCB sont utilisés dans des zones de températures extrêmes.

Le fabricant fournit des spécifications adaptées à une plage de température spécifique. Par example, les valeurs de résistance sont généralement citées à une température de 20°C. Il est important de garder à l'esprit que les paramètres de composants tels que les résistances, les condensateurs et les semi - conducteurs peuvent varier en fonction de la température.

Information sur le calcul de la résistance réelle de la résistance à une température donnée.

En outre, les fabricants fournissent généralement des courbes de chute de chaleur spécifiant la puissance ou le courant de sécurité. Variation de paramètres tels que la température ambiante ou le débit d'air.

Quelles sont les principales causes des températures élevées des PCB

Mauvais choix de composants et de matériaux

Lors du choix des composants, si vous ne suivez pas les directives recommandées, cela peut entraîner une dissipation de chaleur. Il est important d'étudier la fiche technique et de prendre en compte toutes les informations pertinentes relatives à la consommation d'énergie, à la résistance thermique, aux limites de température et à la technologie de refroidissement.

Assurez - vous également de choisir la puissance nominale qui convient à votre application. Une erreur facile est de réutiliser les mêmes résistances (peut - être parce que les composants correspondants sont déjà dans la Bibliothèque CAO), bien que certaines applications puissent nécessiter une puissance nominale plus élevée. Effectuez des calculs de puissance rapides sur les résistances et assurez - vous que les valeurs sont nettement supérieures à la consommation maximale prévue.

Une autre question importante est le choix du matériau diélectrique PCB. La carte de circuit imprimé elle - même doit pouvoir résister aux pires conditions thermiques.

Mauvaise conception et fabrication de PCB

Une mauvaise disposition et un processus de fabrication peuvent causer des problèmes de dissipation de chaleur sur les PCB. Une soudure incorrecte peut entraver la dissipation de chaleur et une largeur de piste insuffisante ou une surface de cuivre peut causer des problèmes de montée en température.

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Conclusion

Pour éviter les problèmes de dissipation de chaleur, les concepteurs doivent réduire la dissipation de chaleur et utiliser des techniques de nettoyage supplémentaires lorsque le refroidissement naturel est insuffisant. La production de conceptions optimisées thermiquement nécessite une attention particulière aux spécifications des composants, à la disposition des PCB, aux matériaux diélectriques des PCB et aux conditions environnementales.