電子機器によって発生した熱は、装置の内部温度を急速に上昇させる. 熱が時間に消散されないならば, 機器は加熱し続ける, 過熱のために装置が故障する, そして、電子機器の信頼性が低下する. したがって, からの放熱は非常に重要です PCBボード.
1. プリント基板の温度上昇要因の解析
プリント基板の温度上昇の直接原因は回路消費電力デバイスの存在による。電子デバイスはすべての程度に電力消費を有し、加熱強度は電力消費の大きさによって変化する。
プリント板の温度上昇現象
(1)局所温度上昇又は大面積温度上昇;
2)短期温度上昇,長期昇温。
pcb熱消費を解析する場合,一般的に以下のような観点から解析した。
1 .電力消費
(1)単位面積当たりの消費電力を分析する。
(2) Analyze the distribution of power consumption on the PCBボード.
2 .プリント板の構造
(1)プリント板のサイズ;
2)プリント基板の材料。
3 .プリントボードの設置方法
(1)垂直設置、水平設置等の設置方法。
2)シール状態及びケーシングからの距離。
熱輻射
プリント板表面の放射率
(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)他の設置構造部品の導通。
熱対流
自然対流
2)強制冷却対流。
上記の因子の分析 PCBボード プリント基板の温度上昇を解決する効果的な方法である. これらの要因はしばしば製品とシステムにおいて互いに関連し、依存している. ほとんどの要因は、実際の状況に応じて分析されるべきである, 具体的には、温度上昇や電力消費などのパラメータをより正確に計算したり推定したりできる.
2. PCBボード heat dissipation method
1. 放熱装置及び放熱板
PCB内の少数の部品が大量の熱を発生する場合(3未満)、ヒートシンク又はヒートパイプ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)には、PCB上の加熱装置の位置及び高さに応じてカスタマイズされた特殊ヒートシンク、又は異なる部品高さ位置を切り出した大きな平坦なヒートシンクである大きな放熱カバー(ボード)を使用することができる。放熱カバーは、部品の表面に一体的に座屈し、各部品と接触して放熱する。しかし,部品の組立や溶接時の高さの整合性が悪いため,放熱効果は良くない。通常、熱放散効果を改善するために、柔らかい熱相変化熱パッドが、コンポーネントの表層に添加される。
2. を通しての熱放散 PCBボード itself
At present, 広く使われている PCBボード in PCB製造 は銅で覆われている/エポキシガラス布基板またはフェノール樹脂ガラスクロス基板, そして、少量のペーパーベースの銅板が使われる. これらの基板は優れた電気的性質及び加工特性を有するが, 彼らは熱放散が悪い. 高発熱部品のための放熱経路として, PCB自体の樹脂からの熱が熱を起こすのを期待することはほとんど不可能である, しかし、コンポーネントの表面から周囲の空気まで熱を放散させる. しかし, 電子製品は部品の小型化時代に入った, 高密度実装, 高発熱アセンブリ, それは、熱を放散させるために非常に小さい表面積で構成要素の表面に頼るのに十分ではありません. 同時に, QFPやBGAなどの表面実装部品の広範な使用のため, コンポーネントによって生成された大量の熱が PCBボード. したがって, 放熱の問題を解決する最良の方法は、PCB自体の放熱能力を向上させることである, which iS direct contact with the heating element, 通して PCBボード. 伝わる.
放熱性を実現する合理的配線設計
プレート内の樹脂は熱伝導性が悪く、銅箔のラインや穴は熱伝導性が良いので、銅箔の残留率を増し、熱伝導性ホールを増加させることが熱放散の主要な手段である。
pcbの放熱能力を評価するためには,pcbの絶縁基板とは異なる熱伝導率をもつ種々の材料からなる複合材料の等価熱伝導率(9 eq)を計算する必要がある。
(4)自由対流空気冷却を採用する装置には、集積回路(又は他の装置)を垂直又は水平に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。低発熱量(低信号トランジスタ、小型集積回路、電解コンデンサ等)を有する装置は、冷却空気流(入口で)の最上流の流れに置かなければならない。そして、冷却空気流の最下部には、大きな発熱又は良好な耐熱性(例えばパワートランジスタ、大規模集積回路等)の素子が配置される。
(6)水平方向においては、熱伝達経路を短くするために、プリント基板の縁部に近接して高パワー素子を配置する垂直方向において、これらのデバイスが働いているときに、高出力デバイスは他のデバイスの温度を減らすために可能な限りプリントボードの最上部に配置される。インパクト.
温度感受性デバイスは、最も低い温度領域(デバイスの底のような)に最もよく配置される。決して直接加熱装置の上に置きます。水平面に複数のデバイスを停滞させるのがベストです。
装置内のプリント基板の熱放散は主に空気の流れに依存するので、空気流路は設計中に検討され、装置またはプリント回路基板は合理的に構成されるべきである。空気が流れると、常に低抵抗の場所で流れやすい傾向にあるので、プリント回路基板上のデバイスを構成するとき、あるエリアに大きな空域を残すのを避ける。マシン全体の複数のプリント回路基板の構成は、同じ問題にも注意を払うべきである。
9. PCB上のホットスポットの濃度を避ける, 均等に力を分配する PCBボード できるだけ, そして、PCB表面温度性能を均一で、一貫していてください. 設計プロセス中に厳密な均一分布を達成することは困難である, しかし、ホットスポットが回路全体の正常な動作に影響を及ぼすのを防ぐために、高出力密度を有する領域を避ける必要がある. できれば, 印刷回路の熱効率を解析する必要がある. 例えば, 専門家に追加された熱効率指標分析ソフトウェアモジュール PCB設計 ソフトウェアは設計者が回路設計を最適化するのを助ける.
10 .最も高い電力消費と熱放散のための最良の位置の近くで最も高い熱発生をもつ装置を整えてください。ヒートシンクがそれの近くに配置されない限り、プリント基板の角と周辺端に高加熱装置を置かないでください。電源抵抗器を設計するとき、できるだけ多くの装置を選んでください、そして、それがプリント板のレイアウトを調節するとき、それが熱放散のために十分なスペースを持つようにしてください。
11 .高放熱デバイスは、それらが基板に接続されているとき、それらの間の熱抵抗を最小にしなければならない。熱的特性要件をより良く満たすために、いくつかの熱伝導性材料(例えば熱伝導性シリカゲルの層)をチップの底面に使用することができ、特定の接触面積を熱を放散させるために維持することができる。
デバイスと基板との接続
(1)装置のリード長を短くしようとする。
(2)高パワー素子を選択する場合、リード材料の熱伝導率を考慮する必要がある。可能であれば、リードの最大の断面を選択してください
(3)ピン数が多いデバイスを選択する。
13 .デバイスのパッケージ選択:
(1)熱設計を考慮した場合のパッケージの説明及び熱伝導率に注目する。
(2)基板と素子パッケージとの間に良好な熱伝導経路を設けることを考える。
(3)熱伝導路では空気隔壁を避けなければならない。この場合は、充填用に熱伝導性材料を用いることができる。