PCB技術 - プリント回路基板および溶液の温度上昇因子の解析

プリント回路基板および溶液の温度上昇因子の解析

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 回路基板. これによって組織化された関連経験 PCB工場 あなたに!

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）pcb回路基板上の消費電力分布を解析した。

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. インストール方法 プリント板

（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。

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。ほとんどの要因は，実際の状況に応じて分析され，特定の実際の状況に対してのみ分析されるべきである。このような状況においてのみ、温度上昇や消費電力などのパラメータをより正確に算出、推定することができる。

回路基板放熱方法

高発熱部品プラスラジエータ及び熱伝導板

PCB内の少数の部品が大量の熱を発生するとき（3未満）、ラジエータまたはヒートパイプを加熱コンポーネントに加えることができる。温度を下げることができない場合、放熱器効果を高めるためにファン付きラジエータを使用することができる。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

現在、広く使用されているPCBボードは、銅クラッド／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であり、少量のペーパーベースの銅クラッド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。高発熱部品の放熱経路としては、PCB自体の樹脂からの熱が熱を伝導することを期待することはほとんど不可能であるが、部品の表面から周囲の空気に熱を放散することはほとんど不可能である。しかしながら、電子製品は、部品の小型化、高密度実装、高加熱アセンブリの時代に入ったため、熱を放散させるために非常に小さな表面積を有する部品の表面に依存するのに十分ではない。同時に、QFPやBGAなどの表面実装部品の広範な使用により、部品によって発生した大量の熱がPCB基板に転写される。したがって、放熱の問題を解決する最良の方法は、PCB基板を通して、加熱素子と直接接触するPCB自体の放熱能力を向上させることである。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、熱伝導孔を大きくす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、高出力デバイスをプリント基板の縁部の近くに配置することができる垂直方向には、これらのデバイスが動作しているときに、他のデバイスの温度を下げるために、高出力デバイスをできるだけプリント基板の頂部近くに配置する必要がある。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）高放熱素子を基板に接続する場合、それらの間の熱抵抗をできるだけ小さくすること。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、熱シリカゲルの層を適用する）をチップの底面に使用することができ、特定の接触面積が熱を放散するために維持される。

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）高出力デバイスを選択する際には、リード材料の熱伝導率を考慮する必要があり、リード線の最大断面積をできるだけ選択すべきである。

（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、装置のパッケージ記述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。