PCB 기술 - PCB 열 설계를 위한 몇 가지 방법

1 PCB 보드 자체로 열 방출

현재 널리 사용되는 PCB 보드는 구리/에폭시 유리 천기판 또는 페놀 수지 유리 천기판이며, 소량은 종이 기반 구리 도금판을 사용한다.이러한 기판은 전기적 성능과 가공적 성능이 뛰어나지만 열 방출성이 떨어진다.고열 소자의 열 방출 경로로서 PCB 자체의 수지로부터 열이 전도되는 열을 기대하는 것은 거의 불가능하며, 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 광범한 사용으로 하여 이런 소자에서 발생한 대량의 열은 PCB판으로 전이되였다.따라서 발열 문제를 해결하는 가장 좋은 방법은 PCB 보드를 통해 가열 부품과 직접 접촉하는 PCB 자체의 발열 능력을 향상시키는 것이다.발사, 발사.

2 고발열 부품 히트싱크 및 열전도판

PCB의 소량 구성 요소에서 3 미만의 많은 열이 발생하는 경우 히터 장치에 히트싱크 또는 히트파이프를 추가할 수 있습니다.온도를 낮출 수 없을 때는 팬이 있는 히트싱크를 사용하여 히트싱크를 향상시킬 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 덮개 전체가 부품 표면에 잠겨 각 부품과 접촉하여 열을 방출합니다.그러나 어셈블리를 조립하고 용접할 때 높은 일관성이 떨어지기 때문에 발열 효과가 좋지 않습니다.일반적으로 컴포넌트 표면에 열 방출 효과를 높이기 위해 소프트한 열 변환 핫 패드를 추가합니다.

3 자유 대류 공기 냉각을 사용하는 장치의 경우 집적 회로 (또는 기타 장치) 를 수직 또는 수평으로 배치하는 것이 좋습니다.

4 냉각을 위한 합리적인 케이블 연결 설계

판의 수지는 열전도성이 떨어지기 때문에 동박선과 구멍은 좋은 열전도체이기 때문에 동박의 잔류율과 열전도구멍을 증가시키는 것이 열을 방출하는 주요 수단이다.

PCB의 열 방출 능력을 평가하기 위해서는 열전도도가 다른 다양한 재료로 구성된 복합재료의 동등한 열전도율(9당량)인 PCB의 절연 기판을 계산할 필요가 있다.

5 같은 인쇄판의 설비는 열치와 열 방출 정도에 따라 가능한 한 배치해야 한다.발열량이 낮거나 내열성이 떨어지는 장비 (예: 소형 신호 트랜지스터, 소형 집적회로, 전해콘덴서 등) 는 냉각 중에 두어야 한다. 기류의 상단 (입구) 에는 내열성이 크거나 내열성이 강한 장비 (예: 전력 트랜지스터, 대형 집적회로 등) 가 냉각 기류의 최하류에 두어야 한다.

6 수평 방향에서 고출력 부품은 가능한 한 인쇄판의 가장자리에 접근하여 전열 경로를 단축한다;수직 방향에서 고출력 부품은 가능한 한 인쇄판의 상단에 접근하여 다른 부품이 작동할 때의 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 저항력이 낮은 곳에서 흐르는 경향이 있기 때문에, 인쇄회로기판에 설비를 배치할 때, 어떤 구역에 큰 공역을 남기는 것을 피한다.전체 기기의 여러 인쇄회로기판 배치도 같은 문제에 주의해야 한다.

온도 민감 장치는 가장 낮은 온도 영역 (예: 장치의 아래쪽) 에 배치하는 것이 좋습니다.가열 장치 위에 직접 배치하지 마십시오.수평면에서 여러 장치를 분리하는 것이 좋습니다.

9 전력 소비량이 가장 높고 발열량이 가장 높은 부품을 발열량이 가장 좋은 위치 근처에 배치한다.근처에 히트싱크가 없는 한 인쇄판의 구석과 주변 가장자리에 고열 장치를 배치하지 마십시오. 전력 저항기를 설계할 때는 가능한 한 더 큰 장치를 선택하고 인쇄판 레이아웃을 조정할 때 충분한 히트싱크 공간을 확보하십시오.

10 무선 주파수 전력 증폭기 또는 LED PCB는 금속 베이스를 사용합니다. 11 PCB에 핫스팟이 집중되지 않도록 PCB 보드에 가능한 한 전력을 균일하게 분포하여 PCB 표면 온도 성능을 균일하게 유지합니다.설계 과정에서 일반적으로 엄격한 균일 분포를 실현하기는 어렵지만, 핫스팟이 전체 회로의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않도록 전력 밀도가 너무 높은 영역을 피해야 한다.가능하다면 인쇄회로의 열효율을 분석할 필요가 있다.예를 들어, 일부 전문 PCB 설계 소프트웨어에 추가된 열 효율 지표 분석 소프트웨어 모듈은 설계자가 회로 설계를 최적화하는 데 도움이 됩니다.summary3.1 재료 선택 (1) 인쇄 회로 기판의 도체는 전류를 통해 지정된 환경 온도를 더하기 때문에 발생하는 온도 상승이 섭씨 125도를 초과해서는 안 된다 (일반적으로 사용되는 값. 선택한 회로 기판에 따라 다를 수 있다).인쇄판에 장착된 구성 요소도 일부 열을 발산하여 작동 온도에 영향을 미치므로 재료를 선택하고 인쇄판을 설계할 때 이러한 요소를 고려해야 합니다.뜨거운 온도는 섭씨 125도를 초과해서는 안 된다.가능한 한 두꺼운 구리도금층 (2) 을 선택하여 특수한 상황에서 알루미늄기, 도자기 기 및 기타 열저항이 비교적 낮은 판을 선택할수 있다.(3) 다층판 구조는 PCB의 열 설계를 돕는다.

3.2 방열 통로의 원활한 소통을 확보한다 (1) 부품 배열, 구리 가죽, 창문 열기 및 방열 구멍을 충분히 이용하여 합리적이고 효과적인 저열 저항 통로를 구축하여 열이 PCB로 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 과정의 열저항을 낮추기 위해 고효율 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 혼합할 수 있으며, 환류 용접 후 부품 아래에 일정한 수의 용접점이 있을 수 있다.높음기기와 인쇄판 사이의 간격이 증가하고 대류 발열이 증가합니다.

3.3 부품 배치 요구 사항

(1) PCB에 대한 소프트웨어 열 분석, 내부 최대 온도 상승 설계 및 제어;

(2) 인쇄회로기판에 고열량과 고복사를 가진 부품을 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.