PCB 기술 - PCB 발열 설계 팁

전자기기의 신뢰성이 떨어지고 심지어 전자기기가 과열되어 고장이 날 수도 있다.따라서 회로 기판을 냉각 설계 처리하는 것은 매우 중요하다.

인쇄회로기판, 즉 PCB판은 회로원리도를 기초로 회로설계자가 수요하는 기능을 실현한다.PCB 보드 설계에는 외부 연결의 레이아웃, 내부 전자 부품의 최적화 레이아웃, 금속 연결과 통공의 최적화 레이아웃, 전자기 보호와 열 방출 등 다양한 요소를 고려해야 하는 레이아웃 설계가 포함된다.

PCB 온도 상승 요인 분석

인쇄회로기판의 온도가 높아지는 직접적인 원인은 회로 전력 소모 부품의 존재이다.전자 장치는 전력 소비량이 다르며 가열 강도는 전력 소비량의 크기에 따라 달라집니다.

인쇄판의 온도가 상승하는 두 가지 현상:

(1) 국부 온도 상승 또는 대면적 온도 상승

(2) 단기 온도 상승 또는 장기 온도 상승

PCB 인쇄판의 온도 상승을 향상시키는 방법은 여러 가지 측면에서 고려해야 한다. 왜냐하면 이러한 요소는 한 제품과 시스템에서 종종 서로 관련되고 의존하기 때문이다. 대부분의 요소는 실제 상황에 따라 분석해야 한다.특정 조건에서만 온도 상승과 전력 소비량과 같은 매개변수를 더 정확하게 계산하거나 추정할 수 있습니다.

보드 냉각 방식

따라서 PCB 열 소비량을 분석하고 설계하는 데 걸리는 시간은 일반적으로 다음과 같은 몇 가지 측면에서 PCB 열 방출 방법을 해결하고 설계를 최적화합니다.

1.고열 발생장치 히트싱크, 열전도판(튜브)

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.가열장치의 수량이 비교적 클 때 (3개 이상) 대형 히트싱크 (관) 를 사용할 수 있는데, 이는 가열장치가 PCB에 있는 위치와 높이에 따라 맞춤형으로 제작된 특수 히트싱크 또는 대형 평면 히트싱크이다.냉각 덮개 전체가 부품 표면에 잠겨 각 부품과 접촉하여 열을 방출합니다.그러나 어셈블리를 조립하고 용접할 때 높은 일관성이 떨어지기 때문에 발열 효과가 좋지 않습니다.최근 몇 년 동안 발열 효과를 높이기 위해 일부 고열 부품의 표면에는 연질 열상변 핫패드가 추가됩니다.

2. 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 부품 소형화, 고밀도 설치, 고발열 조립의 시대로 접어들면서

아주 작은 표면을 가진 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.

3. 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 시험하고 평가하기 위해서는 열전도도가 다른 재료로 구성된 복합재료의 동등한 열전도율인 PCB의 절연 기판을 계산할 필요가 있다.

4.열원 분포가 합리적이고 균일하다

같은 인쇄판의 구성 요소는 열량과 열 방출 정도에 따라 가능한 한 배열되어야 합니다.발열량이 낮거나 내열성이 떨어지는 장비 (예: 소형 신호 트랜지스터, 소형 집적 회로, 전해 콘덴서 등) 는 냉각 기류에 배치해야 한다.가장 위에 있는 공기 흐름 (입구에서), 더 큰 열 저항이나 열 저항을 가진 장치 (예: 전력 트랜지스터, 대형 집적 회로 등) 는 냉각 기류의 가장 하류에 배치됩니다.PCB에 핫스팟이 집중되지 않도록 하고, 가능한 한 동등한 전력의 부품을 PCB 보드에 균일하게 분포하여 PCB 표면의 온도 성능을 균일하게 일치시킨다.

5. 열전도성 재료를 사용하여 열저항 감소

고발열 장치가 기판에 연결되어 있을 때, 그것들 사이의 열 저항은 최소화되어야 한다.열특성요구를 더욱 잘 만족시키기 위하여 칩의 밑면에 일부 열전도재료 (예를 들면 한층의 열전도규소고무) 를 사용하고 일정한 접촉면적을 유지하여 부품의 열을 방출할수 있다.

6. 부품과 라이닝 사이의 연결

(1) 장치의 컨덕터 길이 최소화

(2) 고출력 부품을 선택할 때 지시선 재료의 열전도성을 고려해야 한다.가능한 경우 컨덕터의 최대 횡단면을 선택합니다.

(3) 추가 핀이 있는 장치 선택

7. 설비 포장재의 선택

(1) PCB 열 설계를 고려할 때 장치의 패키지 설명 및 열 전도성에 주의하십시오.

(2) 라이닝과 패키징 사이에 양호한 열 전도 경로 제공 고려

(3) 열전도 경로에서 공기 칸막이를 사용하지 말아야 한다.이 경우 열전도성 재료를 사용하여 채울 수 있습니다.