PCB技術 - 高熱素子ディフューザの放熱方法

1.高発熱部品の放熱器と熱伝導板

PCB回路基板内の少量のコンポーネントが大量の熱（3未満）を発生する場合、ヒートシンクまたはヒートパイプを加熱装置に追加することができる。温度を下げることができない場合は、ファン付きラジエータを使用して放熱効果を高めることができます。加熱装置の数が多い（3つ以上）場合は、PCB上の加熱装置の位置と高さに応じてカスタマイズされた特殊放熱器、または大型偏平放熱器を使用することができます。異なるアセンブリの高さ位置をカットします。放熱カバーは全体的に部品の表面に掛けられ、各部品と接触して放熱される。しかし、アセンブリは組み立てと溶接の過程で高度の一致性が悪く、放熱効果がよくない。一般に、素子表面に軟らかい熱相転移熱マットを追加して放熱効果を高める。

2.PCBボード自体による放熱

現在、広く使用されているPCB板は銅メッキ/エポキシガラス布基板またはフェノール樹脂ガラス布基板であり、紙基銅メッキ板が少量使用されている。これらの基板は優れた電気的財産と加工財産を持っているが、放熱性が劣っている。高発熱部品の放熱経路としては、PCB自体の樹脂からの熱伝導熱はほとんど望めず、部品表面から周囲の空気に熱を放出する。しかし、電子製品が部品の小型化、高密度実装、高加熱組立の時代に入るにつれ、非常に表面積の小さい部品表面の放熱だけでは不十分である。同時に、QFPやBGAなどの表面実装部品が広く使用されているため、これらの部品で発生した大量の熱はPCBボードに転送されます。したがって、放熱問題を解決する最善の方法は、PCBプレートを介して加熱素子に直接接触するPCB自体の放熱能力を高めることである。発射する

3.合理的な配線設計を採用し、放熱を実現する

板中の樹脂は熱伝導性が悪いが、銅箔線と孔は良好な熱伝導体であるため、銅箔の余剰率と熱伝導孔を増加させることは放熱の主要な手段である。

PCBの放熱能力を評価するためには、異なる熱伝導率を有する各種材料からなる複合材料の等価熱伝導率（9当量）であるPCBの絶縁基板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ついては、集積回路（または他の装置）を垂直または水平に配置することが好ましい。

5.同じプリント基板上の装置はできるだけその熱値と放熱度に基づいて配置しなければならない。小型信号トランジスタ、小型集積回路、電解コンデンサなどの熱値が低い機器は、冷却ガス流の最上層（入口）に配置し、また、冷却ガス流の最下部には、電力トランジスタ、大規模集積回路などのような大きな熱抵抗または熱抵抗を有するデバイスが配置されている。

6.水平方向において、大電力デバイスはできるだけプリント基板の縁に近くに配置して、伝熱経路を短縮しなければならない。垂直方向では、大電力デバイスは、他のデバイスが動作している間の温度を下げるために、できるだけプリントボードの上部に近づく必要があります。影響

7.より温度に敏感な装置は、最も低い温度領域（例えば、装置の底部）に配置することが好ましい。加熱装置の上に直接置かないでください。複数のデバイスを水平面に交互に配置することが望ましい。

8.設備におけるプリント配線板の放熱は主に気流に依存するため、設計時に気流経路を研究し、設備またはプリント配線板を合理的に配置すべきである。空気が流れると、抵抗の低い場所を常に流れる傾向があるので、プリント基板にデバイスを配置する際に、ある領域に大きな空域を残さないようにします。全体の複数のプリント配線板の配置も同じ問題に注意しなければならない。

9.ホットスポットがPCBに集中することを避け、できるだけパワーをPCB板に均一に分布させ、PCB表面の温度性能が均一に一致することを維持する。設計中に厳密な均一分布を実現することは一般的には難しいが、ホットスポットが回路全体の正常な動作に影響を与えないように、電力密度が高すぎる領域を避ける必要がある。可能であれば、プリント回路の熱効率を分析する必要がある。例えば、一部の専門PCB設計ソフトウェアに追加された熱効率指標分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に役立つことができる。

10.消費電力が最も高く、発熱量が最も高い設備を放熱最適位置の近くに配置する。近くにヒートシンクがない限り、プリント基板の隅や周縁部に高熱デバイスを置かないでください。パワー抵抗器を設計するときは、できるだけ大きなデバイスを選択し、プリント基板のレイアウトを調整するときに十分な放熱空間を持たせるようにしてください。

11.高放熱装置を基板に接続する場合、それらの間の熱抵抗は最小にすべきである。熱特性の要求をよりよく満たすために、チップの底面に熱伝導性材料（例えば熱伝導性シリカゲル）を使用し、一定の接触面積を維持し、デバイスを放熱することができる。

12.デバイスと基板との接続：

（1）設備の導線長をできるだけ短くする、

（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性を考慮しなければならない。可能であれば、できるだけワイヤの最大断面を選択します。

（3）より多くのピンを持つデバイスを選択する。

13種類の設備の包装選択：

（1）熱設計を考慮する時、部品の包装説明及び熱伝導率に注意すること。

（2）PCB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提供することを考慮すべきである、

（3）熱伝導経路において空気仕切り板の使用を避けること。この場合は、熱伝導性材料を使用して充填することができます。