PCB 블로그 - PCB 보드 열 방출 설계 팁

1. PCB 보드 열 설계의 중요성 무선 주파수 전력 증폭기, FPGA 칩, 전원 제품 등 전자 설비가 운행 과정에서 소모하는 전기 에너지는 유용한 작업 외에 대부분 열로 전환되어 소모된다.전자기기에서 발생하는 열은 내부 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다.만약 열이 제때에 사라지지 않으면 설비는 계속 열이 나고 설비는 과열로 인해 효력을 잃게 되며 전자설비의 신뢰성은 낮아지게 된다.SMT는 전자 장치의 설치 밀도를 높이고 효과적인 열 방출 면적을 줄이며 장치의 온도 상승은 신뢰성에 심각한 영향을 미칩니다.따라서 열 설계에 대한 연구는 매우 중요하다.PCB 보드의 방열은 매우 중요한 부분입니다. 그렇다면 PCB 보드 회로 보드의 방열 기술은 무엇입니까? 함께 토론해 봅시다.전자 장비의 경우 작동 중에 일정한 열이 발생하여 장비 내부 온도를 빠르게 상승시킵니다.만약 열량이 제때에 사라지지 않으면 설비는 계속 온도를 올리게 되고 설비는 과열로 인해 효력을 잃게 된다.전자 설비의 신뢰성 성능이 떨어질 것이다.따라서 회로 기판에 열을 잘 방출하는 것이 매우 중요하다.

2.인쇄판 온도 상승 요인 분석 인쇄판 온도 상승의 직접적인 원인은 회로 전력 소모 부품의 존재이다.전자 장치는 전력 소비량이 다르며 가열 강도는 전력 소비량의 크기에 따라 달라집니다.인쇄판 온도 상승의 두 가지 현상: (1) 국부 온도 상승 또는 대면적 온도 상승;(2) 단기 온도 상승 또는 장기 온도 상승.PCB 보드의 열 소비량을 분석하는 데 일반적으로 다음과 같은 몇 가지 측면에서 분석합니다. 2.1 전력 소비량(1) 단위 면적의 전력 소비량을 분석합니다.(2) PCB에서의 전력 분포를 분석한다. 2.2 인쇄판의 구조 (1) 인쇄판의 크기;(2) 인쇄판의 재료. 2.3 인쇄판을 설치하는 방법 (1) 설치 방법 (예: 수직 설치, 수평 설치);(2) 2.4 열복사 (1) 인쇄판 표면의 발사율;(2) 인쇄판과 인접 표면의 온도차 및 온도 2.5 열전도 (1) 히트싱크 설치;(2) 2.6 열대류 (1) 자연대류;(2) 강제 냉각 대류.PCB 보드에서 위의 요소를 분석하는 것은 인쇄 보드의 온도 상승 문제를 해결하는 효과적인 방법입니다.제품 및 시스템에서 이러한 요소는 종종 상호 연관되고 의존적입니다.대부분의 요소는 실제 상황에 근거하여 분석해야 한다.구체적인 실제 상황은 온도 상승, 전력 소비 등 파라미터를 더욱 정확하게 계산하거나 추정할 수 있다.PCB 보드 열 설계를 위한 몇 가지 방법 1.PCB판 자체를 통해 열을 방출하는 현재 널리 사용되는 PCB판은 복동/에폭시 유리 천기판 또는 페놀 수지 유리 천기판이며 소량의 종이 기초를 사용하여 동판을 덮는다.이러한 기판은 전기적 성능과 가공적 성능이 뛰어나지만 열 방출성이 떨어진다.고열 소자에 사용되는 열 방출 방법으로는 PCB 자체의 수지에서 오는 열이 열을 전도하는 것을 거의 기대할 수 없으며, 소자 표면에서 주변 공기로 열을 발산한다.그러나 전자제품이 부품의 소형화, 고밀도 설치, 고가열 조립의 시대에 접어들면서 표면적이 매우 작은 부품의 표면에 의존하여 열을 방출하는 것만으로는 부족하다.이와 동시에 QFP와 BGA 등 표면설치소자의 대량사용으로 소자에서 발생한 열이 대량으로 PCB판에 전달되였다.따라서 발열 솔루션은 가열 소자와 직접 접촉하는 PCB 보드의 발열 능력을 향상시키고 PCB 보드를 통해 전도하는 것이다.나가든지 보내든지.고발열 부품에 히트싱크와 열전도판을 더하면 PCB 패널의 소량 부품에서 많은 열(3 미만)이 발생할 경우 히트싱크나 히트파이프를 가열 부품에 추가할 수 있다.온도를 낮출 수 없을 때는 팬을 장착한 히트싱크를 사용하여 열 복사를 강화할 수 있습니다.가열 장치의 수가 크거나 (3개 이상) 경우 PCB에서 가열 장치의 위치와 높이에 따라 사용자 정의된 특수 히트싱크이거나 대형 평면 히트싱크인 대형 히트싱크 덮개(보드)를 사용할 수 있습니다. 서로 다른 구성 요소의 높이 위치를 절단합니다.냉각 덮개는 전체적으로 컴포넌트의 표면에 채워지고 각 컴포넌트와 접촉하여 열을 방출합니다.그러나 어셈블리를 조립하고 용접할 때 높은 일관성이 떨어지기 때문에 발열 효과가 좋지 않습니다.일반적으로 발열 효과를 높이기 위해 컴포넌트 표면에 부드러운 열상변 핫 패드를 추가합니다.집적회로 (또는 기타 장치) 는 자유 대류 공기 냉각을 사용하는 장치에 수직 또는 수평으로 배치됩니다.합리적인 배선 설계를 사용하여 열을 방출하는 것은 판의 수지의 열전도성이 비교적 떨어지기 때문에 동박선과 구멍은 좋은 열전도체이기 때문에 동박의 잉여율과 열전도구멍을 증가시키는 것이 열을 방출하는 주요 수단이다.PCB 보드의 열 방출 능력을 평가하기 위해서는 서로 다른 열전도도를 가진 다양한 재료로 구성된 복합재료의 동등한 열전도율인 PCB 보드의 절연 기판을 계산할 필요가 있다.같은 인쇄판의 설비는 가능한 한 열치와 열 방출 정도에 따라 배치해야 한다.열 수치가 낮거나 내열성이 떨어지는 장비 (예: 소형 신호 트랜지스터, 소형 집적회로, 전해 콘덴서 등) 는 냉각 기류의 상류 (입구) 에 배치하고, 내열성 또는 내열성이 큰 장비 (예: 전력 트랜지스터, 대형 집적회로 등) 는 냉각 기류의 하류에 배치해야 한다.수평 방향에서 고출력 부품은 가능한 한 인쇄판의 가장자리에 접근하여 전열 경로를 단축한다;수직 방향에서 고출력 부품은 가능한 한 인쇄판 상단에 가까운 위치에 배치되어 이러한 부품이 작동할 때 다른 부품의 온도를 낮춘다.영향 7. 설비에서 인쇄회로기판의 열 방출은 주로 기류에 의존하기 때문에 설계할 때 기류 경로를 연구하고 설비나 인쇄회로기판을 합리적으로 배치해야 한다.공기가 흐를 때, 그것은 항상 저항이 낮은 곳에서 흐르는 경향이 있기 때문에 인쇄회로기판에 설비를 배치할 때 사용을 피한다

4.개요 4.1 재료 선택 (1) PCB 보드의 컨덕터는 전류에 지정된 주변 온도를 더하기 때문에 발생하는 온도 상승이 섭씨 125도를 초과해서는 안 됩니다 (일반적으로 사용되는 값. 선택한 보드에 따라 다를 수 있음).인쇄판에 장착된 구성 요소도 작동 온도에 영향을 주는 열을 방출하므로 핫스팟 온도가 섭씨 125도를 넘지 않도록 재료와 인쇄판 설계를 선택할 때 이러한 요소를 고려해야 합니다.가능한 한 두꺼운 구리 도금층을 선택하세요.(2) 특수한 상황에서 알루미늄기, 도자기 및 기타 열저항이 비교적 낮은 판을 선택할 수 있다.(3) 다층판 구조로 PCB판의 열 설계에 도움이 된다.4.2 방열통로 원활하게 확보 (1) 소자 배열, 동피, 개폐창과 방열구멍을 충분히 이용하여 합리적이고 효과적인 저열저항통로를 구축하여 PCB판으로부터 열이 순조롭게 출력되도록 확보한다.(2) 방열통공의 설정은 일부 방열통공과 맹공을 설계하여 방열면적을 효과적으로 증가하고 열저항을 낮추며 회로기판의 전력밀도를 증가시킬수 있다.예를 들어, LCCC 부품의 용접 디스크에 구멍을 설정한 적이 있습니다.용접재는 회로 생산 과정에서 충전되어 열전도성을 높인다.회로 작업 중에 발생하는 열은 구멍이나 블라인드 구멍을 통해 금속 방열층이나 뒷면의 구리 패드에 빠르게 전달되어 방열될 수 있다.특정 상황에서 발열 레이어가 있는 회로 기판은 특별히 설계되고 사용됩니다.발열 물질은 일반적으로 구리 / 몰리브덴 및 일부 모듈 전원에 사용되는 인쇄판과 같은 기타 재료입니다.(3) 열전도 재료의 사용은 열전도 과정 중의 열저항을 낮추기 위해 고소모 부품과 라이닝 사이의 접촉 표면에 열전도 재료를 사용하여 열전도 효율을 높인다.(4) 이 공정 방법은 장비 양쪽에 설치된 일부 영역에서 부분적인 고온을 일으킬 수 있습니다.방열 조건을 개선하기 위해 용접고에 소량의 작은 구리를 섞을 수 있으며, 유동 정 용접 후 부품 아래에 일정한 수의 용접점이 있을 수 있다.높음장비와 인쇄판 사이의 간격을 늘리고 대류 방열을 늘렸다. 4.3 구성요소의 배치 요구사항 (1) PCB 보드에 대한 소프트웨어 열 분석, 내부 온도 상승 설계 및 제어;(2) 발열량이 높고 방사선량이 많은 부품을 인쇄회로기판에 전문적으로 설계하고 설치하는 것을 고려할 수 있다;(3) 판재의 열용량 분포가 고르다.고출력 부품을 중앙에 배치하지 않도록 주의하십시오.불가피한 경우 짧은 부품을 공기 흐름의 상류에 배치하고 열 소비량 집중 영역을 통과하기에 충분한 냉각 공기를 확보합니다.(4) 열 전달 경로를 가능한 한 짧게 만듭니다.(5) 전열 횡단면을 가능한 한 크게 만듭니다.(6) 부품의 레이아웃은 주변 부품에 대한 열 복사의 영향을 고려해야 합니다.열민감 부품 (반도체 부품 포함) 은 열원을 멀리하거나 격리해야 한다;(7) (액체 매체) 콘덴서를 열원에서 멀어지게 한다;(8) 강제 환기와 자연 환기의 방향에 주의한다.(9) 추가 자판과 설비 풍도는 통풍 방향과 같다.(10) 가능한 한 흡기와 배기가 충분한 거리를 가지도록 한다.(11) 가열장치는 가능한 한 제품 위에 놓아야 하며 조건이 허락할 경우 기류통로에 놓아야 한다.(12) 고열 또는 고전류가 있는 부품은 인쇄판의 구석과 외곽 가장자리에 놓아서는 안 된다.가능한 한 오랫동안 히트싱크에 설치하고 다른 부품에서 멀리 떨어져 있어야 하며 히트싱크 채널이 원활해야 합니다.(13) (소형신호증폭기 주변설비) 될수록 온도표류가 적은 설비를 사용한다.(14) 가능한 한 금속 섀시나 섀시를 사용하여 열을 방출합니다. 4.4 케이블 연결 요구 사항 (1) 슬레이트 선택 (인쇄판 구조의 합리적 설계),(2) 연결 규칙;(3) 설비의 전류밀도에 따라 통로폭을 계획한다.특히 연결 부분의 채널 경로설정에 주의하십시오.(4) 고전류 선로는 가능한 한 표면화해야 한다;요구 사항을 충족하지 못하면 모선 사용을 고려할 수 있습니다.(5) 표면에 닿는 열 저항을 최소화한다.따라서 열전도 면적을 확대해야 한다.접촉면은 평평하고 매끄러워야 하며 필요할 경우 열전도규소를 칠할수 있다.(6) 열응력점의 응력균형조치를 고려하고 선을 굵게 한다.(7) 방열 구리 가죽은 방열 응력 개창법을 채택하고 방열 저항 용접 덮개를 사용하여 적당히 창문을 열어야 한다;(8) 가능하면 표면에 대면적의 동박을 사용한다.(9) 인쇄판의 지면설치구멍은 비교적 큰 개스킷을 사용하여 볼트와 인쇄판 표면을 설치한 동박을 충분히 리용하여 열을 방출한다.(10) 가능한 한 많은 금속화 구멍을 배치하고, 구멍 지름과 디스크 표면은 가능한 한 크게 구멍을 통해 열을 방출해야 한다;(11) 설비 열 방출의 보충 수단;(12) 표면의 대면적의 동박을 보장할수 있는 상황에서 경제적인 고려에서 라디에이터를 첨가하는 방법을 사용하지 않을수도 있다