전자 설계 - 인쇄회로기판 냉각기술

인쇄회로기판의 열을 발산하는 것은 매우 중요하다.전자 설비에서 발생하는 열은 설비 내부의 온도를 빠르게 상승시킨다.만약 열이 제때에 사라지지 않으면 설비는 계속 열이 나고 설비는 과열로 인해 효력을 잃게 되며 전자설비의 신뢰성은 낮아지게 된다.인쇄회로기판 온도 상승 요인 분석 인쇄회로기판 온도 상승의 직접적인 원인은 회로 전력 소모 부품의 존재로 인해 전자 부품은 어느 정도의 전력 소모가 있고 가열 강도는 전력 소모에 따라 달라진다.인쇄판 온도 상승의 두 가지 현상: (1) 국부 온도 상승 또는 대면적 온도 상승;(2) 단기 온도 상승 또는 장기 온도 상승.PCB 열처리 시간을 분석할 때 일반적으로 다음과 같은 몇 가지 측면에서 분석합니다.

1. 전기 사용량 (1) 단위 면적의 전기 사용량을 분석한다.(2) 인쇄회로기판의 전력 분포를 분석했다.인쇄회로기판의 구조 (1) 인쇄회로기판 크기;(2) 인쇄회로기판의 재료.인쇄회로기판 설치 방법 (1) 설치 방법 (예: 수직 설치, 수평 설치);(2) 밀봉 조건과 케이스와의 거리.열복사 (1) 인쇄회로기판 표면의 발사율;(2) 인쇄회로기판과 인접한 표면 사이의 온도차 및 온도;5.열전도 (1) 히트싱크 설치;(2) 기타 설치 구조의 전도.열대류 (1) 자연대류;(2) 강제 냉각 대류.PCB에서 상술한 요소를 분석하는것은 인쇄판의 온도상승문제를 해결하는 효과적인 경로이다.일반적으로 제품 및 시스템에서 이러한 요소는 상호 연관되고 의존적입니다.대부분의 요소는 실제 상황에 따라 분석해야 하며, 특정 상황에 대해서만 온도 상승과 전력 소비량 등의 매개변수를 정확하게 계산하거나 추정할 수 있다.

둘째, 인쇄회로기판의 열 방출 방법 2.1 고발열 설비 히터와 열전도판은 PCB 중 소수의 설비가 대량의 열 (3 미만) 을 발생시킬 때 가열 설비에 히터나 열관을 추가할 수 있다.온도를 낮출 수 없는 경우 팬 장착 히트싱크를 사용하여 냉각을 향상시킬 수 있습니다.효과가열장치의 수량이 비교적 클 때 (3개 이상) 대형 방열덮개 (판) 를 사용할수 있는데 이는 가열장치가 PCB에 있는 위치와 높이에 따라 맞춤형인 특수방열기 또는 대형평면방열기이다.서로 다른 부품의 높은 위치와 낮은 위치를 잘라내다.냉각 덮개를 부품 표면에 전체적으로 고정하고 각 부품과 접촉하여 열을 방출합니다.그러나 어셈블리를 조립하고 용접할 때 일관성이 떨어지기 때문에 발열 효과가 좋지 않습니다.일반적으로 소자 표면에 부드러운 열상변열 패드를 추가하여 열 방출 효과를 높인다. 2.2 PCB 자체를 통해 열을 방출한다. 현재 널리 사용되는 PCB 보드는 복동/에폭시 유리 베기판 또는 페놀 수지 유리 베기판이며, 소량의 종이 베기판도 있다.이러한 기판은 전기적 성능과 가공적 성능이 뛰어나지만 열 방출성이 떨어진다.고열 소자의 발열 경로로서 열이 PCB 자체의 수지에 의해 전도되는 것을 거의 기대할 수 없으며, 열을 소자 표면에서 주변 공기로 발산한다.그러나 전자제품이 부품의 소형화, 고밀도 설치, 고발열 조립의 시대에 접어들면서 표면적이 매우 작은 부품의 표면 방열만으로는 부족하다.아울러 QFP와 BGA 등 표면 장착 소자의 대규모 사용으로 소자에서 발생하는 열이 PCB 보드로 대거 전이됐다.따라서 발열 솔루션은 가열 소자와 직접 접촉하는 PCB 자체의 발열 능력을 향상시키고 PCB 보드를 통해 전도하는 것이다.2.3 합리적인 배선 설계를 통해 열을 방출하는 것은 조각 재료 중의 수지의 열전도성이 비교적 떨어지기 때문에 동박선과 구멍은 좋은 열전도체이기 때문에 동박의 잔류율을 높이고 열통공을 증가시키는 것이 열을 방출하는 주요 수단이다.PCB의 열 방출 능력을 평가하기 위해서는 열전도도가 다른 다양한 재료로 구성된 복합재료인 PCB 절연 기판의 동등한 열전도율(9당량)을 계산할 필요가 있다. 2.4 자유로운 대류 공기를 통해 냉각되는 장비의 경우집적회로 (또는 기타 부품) 는 수직 또는 수평으로 배열되어 있습니다. 2.5 동일한 인쇄판의 부품은

열량 및 발열량발열량이 낮거나 내열성이 떨어지는 장비(예: 소형 신호 트랜지스터, 소형 집적회로, 전해콘덴서 등)는 기류의 상류(입구)에, 발열량이 높거나 내열성이 좋은 장비(예: 전력 트랜지스터, 대형 집적회로 등)는 냉각 기류의 하류에 배치된다. 2.6은 수평 방향,고출력 부품은 가능한 한 인쇄판의 가장자리에 접근하여 열 전달 경로를 단축하도록 배치됩니다.수직 방향에서, 고출력 부품은 가능한 한 인쇄판의 상단에 접근하도록 배치되어 이러한 부품이 다른 부품의 온도에 미치는 영향을 줄인다.2.7 온도에 민감한 장치는 장치 아래쪽과 같은 온도 영역에 배치해야 합니다.발열 장치 위에 직접 배치하지 마십시오.여러 장치가 수평으로 엇갈려 배열됩니다. 2.8 장치에서 인쇄회로기판의 발열은 주로 기류에 의해 결정되므로 설계할 때 기류 경로를 연구하고 설비나 인쇄회로기판을 합리적으로 배치해야 합니다.공기가 흐를 때 항상 저항력이 적은 곳에서 흐르는 경향이 있으므로 인쇄 회로 기판에 구성 요소를 구성할 때 특정 영역에 더 큰 공역을 남기는 것을 피할 필요가 있습니다.전체 기기의 여러 인쇄회로기판 구성도 같은 문제에 유의해야 한다. 2.9 PCB에 핫스팟이 집중되지 않도록 하고 가능한 한 PCB에 전력을 균일하게 분포한다. PCB 표면의 온도 성능을 균일하게 유지한다.설계 과정에서 엄격한 균일 분포를 실현하기 어려운 경우가 많지만 전체 회로의 정상적인 작동에 영향을 주는 핫스팟이 발생하지 않도록 전력 밀도가 높은 영역을 피해야 합니다.가능한 경우 인쇄 회로의 열 성능 분석이 필요합니다.예를 들어, 일부 PCB 설계 소프트웨어에 추가된 열 성능 지표 분석 소프트웨어 모듈은 설계자가 회로 설계를 최적화하는 데 도움이 됩니다.근처에 히트싱크가 없는 한 인쇄판의 구석과 가장자리에 고열 부품을 배치하지 마십시오. 전력 저항기를 설계할 때 가능한 한 더 큰 장치를 선택하고 인쇄판의 배치를 조정하여 충분한 히트싱크 공간을 확보하십시오.

2.11 발열이 높은 부품은 기판에 연결해야 하며, 그것들 사이의 열 저항은 가능한 한 작아야 한다.열 특성의 요구 사항을 더 잘 충족시키기 위해 칩의 바닥 표면에 열전도성 재료 (예: 열전도성 실리콘) 를 사용하고 부품에 일정한 접촉 면적을 유지하여 열을 방출할 수 있습니다.2.12 부품과 라이닝의 연결: (1) 부품의 지시선 길이를 최대한 단축한다.(2) 고출력 부품을 선택할 때 지시선 재료의 열전도성을 고려하고 가능하다면 가능한 한 지시선의 횡단면을 선택한다.(3) 핀의 수량이 큰 부품을 선택한다. 2.13 부품의 패키지 선택: (1) 열 설계를 고려할 때 부품의 패키지 설명과 열전도율에 주의해야 한다.(2) 라이닝과 부품 패키지 사이에 양호한 열전도 경로를 제공하는 것을 고려해야 한다;(3) 열전도 경로에 공기 칸막이를 설치하는 것을 피해야 한다.이 경우 PCB 보드를 열전도성 재료로 채울 수 있습니다.