マイクロ波技術 - PCB回路基板放熱技術

電子機器が作動しているときに発生する熱は装置の内部温度を急速に上昇させる。熱が時間内に放散されないならば、装置は上昇し続けます、そして、過熱のため、装置は失敗します、そして、電子装置の信頼性は低下するでしょう。したがって、回路基板を加熱することが非常に重要である。

1., プリント回路基板 温度上昇係数解析

PCBの温度上昇の直接原因は回路パワーデバイスの存在であり、電子デバイスは電力消費量を変化させ、加熱強度は電力消費によって変化する。

プリント基板の温度上昇現象

（1）地方又は広域の温度上昇；

2）短期温度上昇，長期昇温。

pcb熱パワーの解析は，一般的に以下の観点から解析した。

1 .電力消費

1）単位面積当たりの消費電力の解析

2）pcbボード上の消費電力分布を解析した。

2プリント板の構造

プリント基板サイズ

2）プリント基板材料。

（3）プリント基板の設置方法

（1）垂直設置、水平設置等の設置方法。

2）シール状態とシェルからの距離。

熱輻射

プリント板表面の放射係数

（2）プリント基板と隣接面との温度差とその絶対温度；

熱伝導

（1）ラジエータを設置する。

（2）他の取付け部品の導通。

熱対流

自然対流

2）強制冷却対流。

プリント基板の温度上昇を解決する効果的な方法として，プリント基板の温度上昇を解析する方法がある。特定の実際の状況についてのみ、温度上昇および電力消費および他のパラメータを正確に計算または推定することができる。

2回路基板放熱モード

ヒートシンク及び熱伝導板を有する高発熱装置

高い熱（3未満）のPCBの中にいくつかの成分がある場合は、ヒートシンクまたは熱伝導管を加熱装置に加えることができる。温度を低下させることができない場合には、ファン付きヒートシンクを用いて放熱効果を高めることができる。加熱装置の数が多い場合（3以上）、大きなヒートシンク（プレート）を使用することができる。それは、PCBボード上の加熱装置の位置と高さによってカスタマイズされた特別なラジエータまたは異なるコンポーネント高さ位置をカットする大きな平らなラジエーターです。放熱カバーは全体として部品表面に座屈し、各部品に放熱性がある。しかし，部品の一貫性が悪いため，放熱効果は良好ではない。熱放散効果を改善するために、通常、軟熱相変化パッドが成分の表面に添加される。

2.を通しての熱放散 PCBボード

現在，pcbボードは広く使用されており，銅被覆／エポキシガラス布やフェノール樹脂ガラス布，少量の銅板が使用されている。これらの基板は優れた電気的性質及び加工性を有しているが、それらは熱放散性が悪い。高発熱部品の放熱方法としては、PCB自体の樹脂によって熱伝達されることはほとんどないが、部品表面から周囲の空気に放熱することはほとんどない。しかし、電子製品は、部品の小型化、高密度化、高熱組立の時代に入ってきたので、極めて小さな表面積を有する部材の表面のみで放熱することはできない。同時に、QFPやBGAなどの表面実装部品の広範な使用により、部品によって発生する多量の熱がPCB基板に伝達される。したがって、熱放散問題を解決する最良の方法は、PCBの放熱能力を改善することであり、加熱素子と直接接触してPCB基板を通して放出する。

放熱性を達成する合理的な配線設計

シート内の樹脂は熱伝導性が悪く、銅箔ラインや穴は熱伝導性が良いので、銅箔の残留率の向上と熱伝導孔の増大が熱放散の主な手段である。

pcbの放熱能力を評価するためには，熱伝導率の異なる種々の材料からなるpcb用絶縁基板の等価熱伝導率（9 eq）を計算する必要がある。

（4）自由対流空気によって冷却される機器には、長手方向または横方向の長さに集積回路（または他のデバイス）を配置することがベストである。

5 .同一のプリント基板上の装置は、発熱量及び放熱量に応じて可能な限り配置する。冷却熱量（入口）の最上部には、発熱量が小さいか、熱抵抗が小さいデバイス（例えば小信号トランジスタ、小型集積回路、電解コンデンサ等）を配置する。冷却空気流の最下流には、発熱量が高いか、熱抵抗（例えばパワートランジスタ、大規模集積回路等）が配置される。

水平方向において、高電力デバイスは、熱伝達経路を短くするためにプリント板のエッジに可能な限り近く配置されるべきである垂直方向には、プリント基板に可能な限り近接して高パワーデバイスが配置され、これらのデバイスが動作するときの他のデバイスの温度に対する影響を低減する。

温度感受性デバイスは、最も低い温度領域（装置の底のような）に最も置かれる。そして、それを加熱装置にそれを置かないで、複数のデバイスは水平平面上の最高の千鳥配置である。

装置内のプリント基板の放熱は、主に気流に依存しているので、設計において気流路を検討し、装置やプリント基板を合理的に構成する必要がある。エアフローは常に抵抗が小さい場合に流れる傾向があるので、プリント回路基板上のデバイスを構成するとき、ある領域に大きな空域を避けることができる。マシン全体の複数のプリント基板の構成は、同じ問題に注意を払う必要があります。

PCB上のホットスポットの集中を避け、できるだけPCBボード上に均等に電力を分配し、PCB表面温度性能を均一かつ一貫して保つ。設計プロセスでは厳密な均一分布を実現することは困難であるが、回路全体の正常動作に影響を与えないように、高電力密度領域を回避する必要がある。できればプリント回路の熱特性を解析する必要がある。例えば、いくつかの専門PCB設計ソフトウェアで追加された熱性能指数解析ソフトウェアモジュールは、設計者が回路設計を最適化するのを助けることができる。

10.熱放散のための最良の位置の近くで最も高い消費電力と熱散逸をもつ装置を配置する. の角と端にホットコンポーネントを配置しないでください PCB回路基板 その近くに冷却装置がない限り. より大きなデバイスを選択するためにできるだけ大きな電力抵抗の設計において, そして、放熱のための十分なスペースがあるように、プリント板レイアウトの調整において.