精密PCB製造、高周波PCB、高速PCB、標準PCB、多層PCB、およびPCBアセンブリ。
1. 重要性 熱設計のPCB
役に立つ仕事に加えて, 運転中の電子機器によって消費される電気エネルギーの大部分は、熱に変換され、放出される. 電子機器によって発生した熱は、内部温度が急速に上昇する. 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.
SMTは電子機器の設置密度を高める, 有効熱放散面積を減らす, そして、装置の温度上昇は信頼性に深刻な影響を及ぼす. したがって, 熱設計に関する研究は非常に重要である.
2プリント配線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ものであり，電子デバイスはすべての程度に消費電力を有し，消費電力の大きさによって加熱強度が変化する。
プリント基板における温度上昇の2つの現象
（1）局所温度上昇又は大面積温度上昇；
(2) Short-term temperature rise or long-term temperature rise.
解析する場合 PCB火力 消費, それは、一般的に以下の局面から分析されます.
2.1電力消費量
（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
2.2プリント回路基板の構造
（1）プリント回路基板の大きさ；
2）プリント基板の材料。
2.3プリント回路基板のインストール方法
（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。
2.4の熱放射
（1）プリント回路基板の表面の放射係数。
2）プリント回路基板と隣接する表面との間の温度差とその絶対温度；
2.5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。
2.6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ためには，pcbからの因子の解析が有効である。これらの要因はしばしば関連していて、製品とシステムで互いに依存します。その要因の多くは，実際の状況に応じて解析する必要があり，具体的には，温度上昇や消費電力などのパラメータをより正確に計算あるいは推定できる。
熱設計原理
3.1材料選択
（1）通過電流によるプリント回路基板の導体の温度上昇と、所定の周囲温度とは、125℃°Cを超えてはならない（一般的な使用値は、選択された基板によって異なる場合がある）。プリント基板に搭載されている部品はまた、動作温度に影響を与える熱を放出するので、これらの要因は、プリント基板の材料および設計を選択する際に考慮すべきである。ホットスポット温度は125℃以上を超えないでください。
（2）特殊な場合には、アルミニウム系、セラミック系、耐熱性の低い他のプレートを選択することができる。
（3）多層回路基板構造の使用は，pcb熱設計を助けた。
3.2は、放熱チャンネルがブロックされていないことを確認します
（1）熱伝導がPCBにスムーズに輸出されることを保証するために、合理的かつ効果的な低熱抵抗チャネルを確立するために、部品配置、銅皮、窓開口及び放熱孔を十分に利用する。
(2) Setting of heat dissipation through holes
Designing some heat dissipation through holes and blind holes can effectively increase the heat dissipation area and reduce the thermal resistance, そして、回路基板のパワー密度を改良する. 例えば, ビア・ホールは、LCCC装置のパッドの上にセットされる. はんだは、熱伝導率を高めるために回路製造プロセスでそれを充填します. 回路動作中に発生した熱は、散逸する貫通孔またはブラインド孔を通じて、金属熱放散層又は背面の銅パッドに迅速に移送され得る. 特定の場合に, 放熱層を有する回路基板は特別に設計され使用される. 放熱材料は一般に銅である/モリブデン等, いくつかのモジュール電源に使用される印刷ボードなど.
(3) Use of thermally conductive materials
In order to reduce the thermal resistance of the heat 伝導 process, 熱伝導率を向上させるために、高電力消費デバイスと基板との間の接触面に熱伝導性材料を使用する.
(4) Process method
For some areas where the device is mounted on both sides, 局部的な高温を起こしやすい. 放熱条件を改善するために, 少量の小さな銅をはんだペーストに混入させることができる, そして、デバイスの下のハンダ接合はリフローはんだ付けの後、ある高さを有する. デバイスとプリント基板との間のギャップは増加する, そして、対流熱放散が増加する.
3.3コンポーネントの配置の要件
（1）PCBのソフトウェア熱解析を行い、内部最高温度上昇を設計・制御する。
（2）プリント基板上に高放熱性の部品を設計・設置することが考えられる。
（3）基板の熱容量を均一に分布させる。高出力部品を集中的に配置しないようにご注意ください。それが避けられないならば、気流の上流に短い構成要素を置いて、熱消費濃縮地域を通して十分な冷却気流を確実にしてください;
（4）伝熱経路をできるだけ短くする。
（5）伝熱断面積をできるだけ大きくする。
（6）部品の配置は、周囲の部品に対する放熱の影響を考慮しなければならない。熱感受性部品及び半導体装置を含む部品は、熱源から隔離され、又は分離されるべきである
（7）（液体媒体）コンデンサを熱源から遠ざけるのがベストである。
（8）強制換気及び自然換気の方向に注意する
（9）追加のサブボード及び装置空気ダクトは、換気と同じ方向にある。
（10）なるべく吸気及び排気を十分な距離にする。
（11）加熱装置をできるだけ製品の上に配置し、条件が成立したときに空気流路内に置かなければならない。
（12）高熱又は高電流の部品は、プリント基板の角部及び周縁部に配置してはならず、他の部品から遠く離れて放射器に設置し、放熱チャンネルが遮られないようにする必要がある。
（13）（小さな信号増幅器周辺装置）は、温度ドリフトを伴うデバイスを使用しようとする；
（14）熱を放散するために金属シャーシまたはシャシーをできるだけ使用する。
配線の3.4要件
（1）基板選定（プリント基板構造の合理的設計）；
( 2 )配線規則
（3）デバイスの電流密度に応じて最小チャネル幅を設計する。接合部のチャネル配線に特別の注意を払う
（4）高電流ラインは、できるだけ表面にすべきである。要件が満たされることができないならば、バスバーの使用は考慮されることができます;
(5) Minimize the thermal resistance of the contact surface. この理由から, 熱伝導域を拡大する接触面は平坦で滑らかでなければならない, 必要なら塗装することができます.
熱グリースでコーティング；
（6）熱応力点の応力バランス対策を考え、線を厚くすること。
（7）放熱性銅皮は、放熱性の窓法を採用し、放熱マスクを使用して窓を適切に開く。
（8）できれば、表面に大面積銅箔を使用すること。
（9）プリント基板上のグランド取付穴用の大型パッドを使用して、放熱用プリント板の表面に取付ボルト及び銅箔を使用する。
（10）できるだけ多くの金属化されたビアとして配置し、アパーチャとディスク表面は、熱放散を助けるためにビアに頼り、可能な限り大きくなければならない。
（11）デバイス放熱のための相補的手段
（12）銅箔の表面積が大きい場合には、ヒートシンクを添加する方法を経済的な配慮のために使用することはできない。
（13）デバイスの消費電力、周囲温度、最大許容接合温度（保証原理Tj−Allis−Radi−（0.5−1／2−0.8）Tjmax）に応じて、適切な表面放熱銅箔面積を算出する。
熱シミュレーション(熱解析)
熱解析は、設計者がPCB上の構成要素の電気的性能を決定するのを助けることができ、そして、設計者が、部品またはPCBが高温のために燃え尽きるかどうか決定するのを助ける。単純な熱分析は、PCBの平均温度を計算するだけであるが、複雑なものは、複数のPCBおよび何千もの構成要素を含む電子デバイスの過渡モデルの確立を必要とする。
電子機器の熱モデルを構築する際にアナリストがどんなに慎重であろうとも, PCBs, 電子部品, 熱解析の精度は、最終的には、提供されるコンポーネント電力消費の精度に依存する PCB デザイナー. 多くのアプリケーションで, 体重と体格は非常に重要です. コンポーネントの実際の消費電力が小さいならば, デザインの安全率は高すぎるかもしれない, それで PCB デザインは、実際に合わないか、あまりに保守的であるコンポーネントの消費電力値を使用します. 熱分析, on the contrary (and more serious at the same time), 熱安全率は低すぎるように設計されていますか, それで, コンポーネントの実際の動作温度はアナリスト予測よりも高い. そのような問題は、一般的に、ヒートシンクやファンの設置が PCB 解決する. これらの外部アクセサリはコストを増加させ、製造時間を延長する. デザインにファンを加えることは、不安定性の層を信頼性に持ってきます. したがって, the PCB now mainly adopts active rather than passive cooling methods (such as natural convection, conduction, and Radiation heat dissipation) to make the components work in a lower temperature range.
不十分な熱設計は最終的にコストを増加し、信頼性を低下させる. これはすべてで起こりうる PCB デザイン. 部品の消費電力を正確に決定する努力が必要である, それから実行 PCB 熱分析, コンパクトで機能的な製品を生産するのを助ける. 強い製品. 削減を避けるために正確な熱モデルとコンポーネントの消費電力を使用する必要があります PCB 設計効率.
4.1コンポーネント消費電力計算
PCBコンポーネントの消費電力を正確に決定することは反復プロセスである。PCB設計者は、電力損失を決定するためにコンポーネント温度を知る必要があり、サーマル・アナリストは、熱モデルに入力するために、電力損失を知る必要がある。設計者は、まず部品の作業環境温度を推測したり、予備的な熱解析から推定値を取得し、部品の消費電力を詳細な熱モデルに入力し、PCB及び関連部品の「接合点（ホットスポット）」の温度を計算する。第2のステップは、新規な温度をコンポーネントの消費電力を再計算するために用いる。そして、計算された消費電力は次の熱分析プロセスのための入力として使われる。理想的な状況では、値が変更されなくなるまで、プロセスは継続します。
しかしながら、PCBデザイナは、しばしばタスクを迅速に完了するために圧力をかけられている。そして、それらは、部品の電気的および熱的特性を決定するために、時間のかかる繰り返し作業に十分な時間を有しない。簡単な方法は，pcb表面全体に作用する均一な熱流束としてpcbの全電力消費を推定することである。熱解析は、平均周囲温度を予測し、設計者が部品の消費電力を計算し、他の仕事がコンポーネント温度をさらに再計算することによって行われる必要があるかどうかを知ることができる。
一般的な電子部品メーカーは、通常の動作のための最大温度を含むコンポーネント仕様を提供する。コンポーネントのパフォーマンスは、通常、周囲温度またはコンポーネントの内部温度によって影響されます。消費者の電子製品は、最大85℃の最大作動温度でプラスチック封入コンポーネントを使用することが多い軍事製品は、少なくとも125℃の最大加工温度でセラミック部品を使用しているが、最大定格温度は通常105℃である。PCB設計者は、特定の温度で部品の電力散逸を決定するために、デバイス製造者が提供する「温度／電力」曲線を使用することができる。
成分温度を計算する最も正確な方法は過渡的熱解析を行うことであるが，成分の瞬時消費電力を決定することは非常に困難である。
より良い妥協は、定常状態の下で別々に定格と最悪の分析を行うことです.
PCB 様々な熱の影響を受ける. 適用可能な典型的な熱的境界条件は以下のものを含む。
前面または背面から自然または強制対流；
前面と背面からの放熱
のエッジからの伝導 PCB to the device shell;
剛性または可撓性コネクタを介した他のPCBへの導通；
PCBからブラケットへの伝導（ボルト締めまたは接着固定）；
The conduction of the heat sink between 2 PCB‐メザニン層.
