PCB技術 - 回路基板の冷却モードは何ですか

ヒートシンク及び熱伝導板を有する高発熱装置

When there are a few components in the PCB with high heat (less than 3), 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. 温度が下がることができないとき, ヒートシンク効果を高めるためにファン付きヒートシンクを使用できます. When the number of heating devices is large (more than 3), a large heat sink (plate) can be used. それは、上の加熱装置の位置と高さによってカスタマイズされる特別なラジエーターです PCBボード または別のコンポーネントの高さ位置をカットする大きなフラットラジエーター. 放熱カバーは全体として部品表面に座屈している, そして、放熱は各コンポーネントと接触している. しかし, 部品の一貫性が悪いので、放熱効果は良くない. 軟熱相変化パッドは、通常、熱放散効果を改善するために、コンポーネントの表面に加えられる.

PCB基板を通る放熱

現在，広く使用されているpcbボードは，銅被覆／エポキシガラス布やフェノール樹脂ガラスクロス，及び少量の紙被覆銅板である。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，高密度実装，高熱組立の時代に入ってきたので，非常に小さな表面積を持つ成分の表面だけで熱を放散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、部品によって発生する多量の熱がPCB基板に伝達される。したがって、放熱問題を解決する最良の方法は、PCBの放熱能力を加熱素子と直接接触させ、PCB基板を介して伝導又は放出することである。

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。

図6に示すように、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、プリント基板の縁部にできるだけ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素子が配置されており、他の装置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熱放散は主に空気の流れに依存しているので、設計において空気流路を検討し、装置やプリント基板を合理的に構成する必要がある。空気流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有するのを避ける。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、可能な限り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維持する。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的性能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置いてください。それの近くに冷却装置がない限り、プリントされた板の角と端に熱い成分を置かないでください。より大きなデバイスを選ぶために、そして、放熱のための十分なスペースがあるように、プリント基板レイアウトの調整において、できるだけ大きい電源抵抗の設計において。

11 .高放熱デバイスを基板に接続し、それらの間の熱抵抗を最小にする。熱特性の要件を満たすために、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）をチップの底部に使用することができ、特定の接触面積を装置の放熱に維持することができる。

デバイスと基板との接続

（1）装置のリード長をできるだけ短くすること。

（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し、リード線の最大断面積をできるだけ選択する。

3）より多くのピンを有するデバイスを選択する。

13デバイスの選択

（1）熱設計を考慮した場合，パッケージの記述と熱伝導率に注意しなければならない。

（2）基板とデバイスパッケージとの間に良好な熱伝導経路を設けるために考慮すべきである。

（3）熱伝導経路においては、このような状況を熱伝導性材料で満たすことができれば、空気分配を避ける必要がある。