PCB技術 - PCB熱設計のいくつかの方法

1を通しての熱放散 PCBボード 自体

At present, 広く使われている PCBボード are copper-clad/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, その樹脂から熱を期待することはほぼ不可能です PCB 熱を行う自分, 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, 熱放散の問題を解決する最良の方法は、熱伝導率を向上させることである PCB itself, 加熱素子と直接接触する, 通して PCBボード. 伝わる.

2高発熱成分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。

3自由対流空気冷却を採用する装置のために, it is best to arrange integrated circuits (or other devices) vertically or horizontally.

4放熱を達成するために、合理的な配線設計を使用してください

プレート内の樹脂は熱伝導性が悪いので, 銅箔のラインと穴は熱の良い導体である, 銅箔の残留率の増加と熱伝導孔の増加は熱放散の主な手段である.

の放熱能力を評価するために PCB, it is necessary to calculate the equivalent thermal conductivity (nine eq) of the composite material composed of various materials with different thermal conductivity-the insulating substrate for the PCB.

5同じプリントボード上のデバイスは、それらの熱量値および熱放散度に応じてできるだけ配置されるべきである. Devices with low calorific value or poor heat resistance (such as small signal transistors, 小規模集積回路, 電解コンデンサ, etc.) should be placed in cooling At the top of the airflow (at the entrance), devices with large heat or heat resistance (such as power transistors, 大規模集積回路, etc.) are placed at the most downstream of the cooling airflow.

6水平方向に, 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の近くに配置される垂直方向に, これらのデバイスが動作しているとき、高出力デバイスは他のデバイスの温度を減らすためにプリントボードの最上部に可能な限り近くに置かれる. 影響.

7装置内のプリント基板の放熱は主に気流に依存する, したがって、空気流路は設計中に研究されるべきである, そして、デバイスまたはプリント回路基板は、合理的に構成されなければならない. 空気が流れるとき, 常に抵抗の低い場所で流れる傾向がある, したがって、プリント回路基板にデバイスを設定するとき, ある地域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.

8. The temperature-sensitive device is best placed in the lowest temperature area (such as the bottom of the device). 加熱装置の上に直接置かないこと. 水平面に複数のデバイスを停滞させるのがベストです.

9最も高い電力消費と熱放散のために最高の位置の近くで最も高い熱発生をもつ構成要素を準備してください. プリント基板の角部と周縁部に高発熱デバイスを配置しない, ヒートシンクが近くに置かれない限り. 電源抵抗器の設計, 可能な限り大きなデバイスを選択してください, そして、プリント基板のレイアウトを調整するとき、それは熱放散のために十分なスペースを作る.

10 RFパワーアンプまたはLED PCB 金属ベース基板を採用する.
11ホットスポットの濃度を避ける PCB, 均等に力を分配する PCBボード できるだけ, そして、 PCB 表面温度性能は均一で一貫性がある. 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.
フォー, summary
3.1 Material selection
(1) The temperature rise of the conductors of the printed board due to the passing current plus the specified ambient temperature should not exceed 125 degree Celsius (commonly used typical value. It may be different depending on the selected board). プリント基板に設置された部品も熱を放つ, 作業温度に影響する, これらの要因は、プリント基板の材料及び設計を選択する際に考慮すべきである. 高温点温度は摂氏125度を超えてはならない. Choose thicker copper clad as much as possible
(2) In special cases, アルミベース, セラミックベース, また、低い耐熱性を有する他のプレートを選択することができる.
(3) The multi-layer board structure is helpful for PCB熱設計.

3.2 Ensure that the heat dissipation channel is unblocked
(1) Make full use of the components arrangement, 銅の皮, 熱が滑らかに輸出されることを確実とするために、合理的かつ効果的な低熱抵抗チャネルを確立するための窓開口及び放熱穴 PCB.
(2) The setting of heat dissipation through holes Design some heat dissipation through holes and blind holes, これは、放熱領域を効果的に増加させ、熱抵抗を減少させることができる, そして、回路基板の電源密度を増やす. 例えば, LCCCデバイスのパッドにビアホールを設定する. 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) The use of thermally conductive materials In order to reduce the thermal resistance of the thermal conduction process, 熱伝導率を向上させるために、高電力消費装置と基板との間の接触面に熱伝導性材料を使用する.
(4) The process method is likely to cause local 高い temperature in some areas where the device is mounted on both sides. 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、リフローはんだ付けの後、デバイスの下で確かな量のハンダ接合がある. high. 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) Perform software thermal analysis on PCB, そして、内部の最高温度上昇を設計して、支配します；

（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;