PCB 기술 - 고온에 견딜 수 있는 PCB 정보

설계자는 인쇄회로기판에서 더 많은 성능을 짜내고 있는 것으로 알려져 있다.전력 밀도가 상승하고 있으며, 그에 따른 고온은 도체와 전매질에 심각한 손상을 초래할 수 있다.온도가 높아지면 I2R 손실이나 환경 요인 때문에 열저항과 저항에 영향을 미쳐 시스템 성능이 완전히 고장난 것은 아니더라도 불안정해진다.도체와 전매체 사이의 열팽창률 차이 (가열할 때 재료가 팽창하고 냉각할 때 수축하는 추세를 측정함.) 는 기계적응력을 초래하는데 이는 균열과 련결고장을 초래할수 있으며 특히 회로기판이 정기적으로 가열되고 냉각될 때 더욱 그러하다.온도가 충분히 높으면 전매질이 구조적 무결성을 완전히 잃어 첫 번째 도미노를 곤경에 빠뜨릴 수 있습니다.

열은 PCB 성능에 영향을 주는 요소입니다.설계자들은 PCB에 히트싱크를 넣는 것에 익숙하다.그러나 오늘날의 고출력 밀도 설계 요구 사항은 종종 전통적인 PCB 열 관리 관행을 압도합니다.

고온의 영향을 줄이는 것은 고온 PCB의 성능과 신뢰성에 심대한 영향을 미칠 뿐만 아니라 다음과 같은 요소에도 영향을 미친다.

부품 (또는 시스템) 무게

응용 프로그램 크기

비용

전력 요구 사항

고온 PCB는 일반적으로 Tg (유리화 변환 온도) 가 170 °C 이상인 PCB로 정의됩니다.

연속 열 부하의 경우 Tg 25 ° C 미만의 작동 온도에서 고온 PCB는 간단한 경험 법칙을 따라야합니다.

따라서 제품이 130 ° C 이상일 경우 높은 Tg 재료를 사용하는 것이 좋습니다.

이 문서에서는 설계자가 고온 응용 프로그램에 대처할 수 있도록 고온 PCB 제조 및 PCBA에 사용되는 설계 방법 및 기술에 대해 설명합니다.

PCB 발열 기술 및 설계 고려 사항

열은 하나 이상의 메커니즘 (방사선, 대류, 전도) 을 통해 분산되며, 설계 팀은 시스템과 구성 요소의 온도를 관리하는 방법을 결정할 때 이 세 가지 요소를 기억해야 합니다.

중형 구리 PCB

복사

복사는 전자파의 형식으로 에너지를 발사한다.우리는 그것이 빛만 낼 것이라고 생각하는 경향이 있지만, 사실은 절대 0도보다 높은 온도의 어떤 물체도 열을 방출한다는 것이다.발열은 일반적으로 회로 기판의 성능에 가장 적은 영향을 미치지만 때로는 낙타를 짓누르는 볏짚일 수도 있습니다.열을 효과적으로 제거하기 위해서는 전자파가 상대적으로 명확한 경로를 가지고 열원에서 멀어져야 한다.반사 표면은 광자의 유출을 방해하고 그 원본에서 대량의 광자를 재조합한다.불행하게도 반사 표면이 함께 포물면 거울 효과를 형성하면 많은 광원의 방사능이 집중되고 시스템의 불행한 부분에 집중되어 진정한 문제를 일으킵니다.

대류

대류는 열을 유체(공기, 물 등)에 전달한다. 대류는'자연적'이다. 유체는 열원에서 열을 흡수해 밀도가 낮아지고, 열원에서 라디에이터로 올라가 냉각되고 밀도가 높아지면 열원으로 되돌아가 이 과정을 반복한다.(초등학교 때의'비 순환'을 돌이켜보면) 다른 대류는 선풍기나 펌프에 의해'강요'된다.대류에 영향을 주는 관건적인 요소는 열원과 냉각제 사이의 온도차, 열원 전열의 난이도, 냉각제의 열흡수 난이도, 냉각액의 유속과 전열 표면적이다.액체는 기체보다 열을 더 잘 흡수한다.

전도율

전도는 열원과 히트싱크 사이의 직접적인 접촉을 통해 열을 전달하는 것이다.많은 방면에서, 그것은 전류와 비슷하다: 소스와 외환 사이의 온도차는 전압과 비슷하고, 단위 시간에 전달되는 열량은 암페어 수와 비슷하며, 열량이 열전도체를 통과하는 쉬운 정도는 전류와 비슷하다.전도율.사실 좋은 전도체를 구성하는 요소도 흔히 좋은 열전도체를 구성한다. 왜냐하면 그들은 모두 분자나 원자운동의 형식을 대표하기때문이다.예를 들어 구리와 알루미늄은 매우 좋은 열전도체와 전도체이다.비교적 큰 도체 횡단면은 열과 전자의 전도성을 증가시킬 수 있다.회로처럼 길고 구불구불한 흐름 경로는 도체의 효율을 크게 떨어뜨린다.

일반적으로 회로 기판에서 열을 제거하는 주요 메커니즘은 열을 적절한 히트싱크로 전도하고 대류는 열을 환경으로 전도합니다.열은 열원에서 직접 약간의 열을 발산하지만, 대부분의 열은 일반적으로 전문적으로 설계된 통로 ("열통로" 또는 "열통로" 라고 함) 를 통해 가져간다.PCB 히트싱크는 상대적으로 크고 높은 발사율 표면 (일반적으로 파문 또는 날개 조각으로 표면적을 더 증가시키는 것) 을 가지고 있으며 전기 전도 (예: 구리 또는 알루미늄) 백라이닝과 결합되어 노동 집약적 인 과정입니다.PCB 히트싱크는 또한 표면적을 활용하기 위해 장치의 섀시에 연결할 수 있습니다.팬은 일반적으로 냉각 공기 흐름을 제공하는 데 사용됩니다.극단적인 경우 냉각 공기 자체는 가스 열 교환기에서 냉각 될 수 있습니다.