PCB技術 - PCB回路 基板から熱を放散する11の方法

放熱装置及び放熱板

中の少数のコンポーネントがPCB生成大量の熱（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. 温度が下がることができないとき, 放熱器効果を高めるためにファン付きラジエーターを使用することができる.加熱装置の数が多い（3個を超える）場合は、大型放熱カバー（プレート）を使用することができる, これは、PCB回路 基板上の加熱装置の位置と高さによってカスタマイズされた特別なヒートシンクであるか、または異なる部品高さ位置を切り出す大きな平坦なヒートシンクである. 放熱カバーは、コンポーネント100の表面に一体的に座屈している, そして、それは熱を放散するために、各々の構成要素と接触しています. しかし, 部品の組立と溶接の間の高さの整合性が悪いので、熱放散効果は良好ではない. 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面に加えられる.

PCB基板自体の放熱

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。

高発熱部品のための放熱経路として, PCB自体の樹脂からの熱が熱を起こすのを期待することはほとんど不可能である, 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熱は PCBボード 多量に. したがって, 放熱を解決する最良の方法は、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、銅箔のラインや穴は熱伝導性が良いので、銅箔の残留率を増し、熱伝導性ホールを増加させ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。

自由対流空気冷却を採用する装置では、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。

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。冷却空気流の最上流の流れ（入口）には、発熱量が小さいか、熱抵抗が小さいデバイス（例えば、小さな信号トランジスタ、小型集積回路、電解コンデンサなど）を置くべきである。そして、冷却空気流の最上部の下流に、大きな熱または熱抵抗（例えばパワートランジスタ、大規模集積回路など）を有するデバイスが置かれる。

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板のエッジにできるだけ近く配置される垂直方向において、これらのデバイスが動くときに、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基板の最上部に可能な限り近く配置される。

温度感受性デバイスは、最低温度領域（例えばデバイスの底部）に配置されるべきである。決して直接加熱装置の上に置きます。複数のデバイスは、好ましくは千鳥状の平面に配置されるべきである。

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。

PCB上のホットスポットの集中を避け、できるだけ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保つ。設計プロセス中に厳しい均一分布を達成することは困難であるが、ホットスポットが回路全体の通常動作に影響を及ぼすのを防止するために、高電力密度を有する領域を回避しなければならない。できればプリント回路の熱効率を解析する必要がある。例えば、いくつかの専門PCB設計ソフトウェアに追加された熱効率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。

熱放散のための最高の位置の近くで最も高い消費電力と熱発生で装置を手配してください.PCBプリント板の角部および周辺縁部に高い発熱を有する部品を配置しない, 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, 大きなデバイスを選択できるだけ, そして、それに十分なPCB基板放熱プリント基板レイアウト調整時のスペース.

高放熱デバイスは、それらが基板に接続されているとき、それらの間の熱抵抗を最小にしなければならない。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（例えば熱伝導性シリカゲルの層）をチップの底面に使用することができ、特定の接触面積を熱を放散させるために維持することができる。