PCB新聞 - 印刷電路板溫昇的因素及解決方法

摘要：眾所周知, 電子設備運行期間產生的熱量將導致設備內部溫度迅速升高. 如果沒有及時散熱, 設備將繼續加熱, 設備會因過熱而失效, 電子設備的可靠性也會降低. 因此, 耗散板非常重要.

直接因素 PCB溫度 上升是因為存在耗電元件, 加熱强度隨耗電量的變化而變化.

印刷電路板溫昇的幾個因素及其解決方案

有兩種溫昇現象。

1、局部溫昇或全區溫昇；

2.、短期溫昇或長期溫昇。

由於具體原因，通常從以下幾個方面進行分析。

1、功耗

（1）組織面積功耗分析；

（2）分析PCB上的功耗分佈。

2. PCB結構

（1）尺寸；

（2）資料。

3、如何安裝PCB

（1）安裝方法（如垂直安裝、水准安裝）；

（2）密封條件和與套管的距離。

4、熱輻射

（1）PCB表面的發射率；

（2）PCB和相鄰表面之間的溫差及其絕對溫度；

5、導熱

（1）安裝散熱器；

（2）其他安裝結構部件的傳導。

6、熱對流

（1）自然對流；

（2）強制冷卻對流。

從PCB上分析上述因素是解决PCB溫昇的有效方法。 吳舟認為，這些因素往往與產品和制度有關，相互依存。 大多數因素應根據實際情況進行分析。 只有根據具體的實際情況，才能正確計算或估計溫昇和功耗等參數。

解決方案

帶散熱器和導熱板的高發熱裝置

當PCB中的少量零件產生大量熱量（少於3）時，可以向設備添加散熱器或熱管。 當溫度無法降低時，可以使用帶風扇的散熱器來增强散熱效果。 當零件數量較大（超過3個）時，可以使用更大的散熱蓋（板），這是一種根據加熱裝置在PCB或PC上的位置和高度定制的特殊散熱器。大型平板散熱器。 放置不同部件的上部和下部。 隔熱板整體固定在部件表面，並與每個部件接觸以散熱。 然而，由於焊接過程中部件的一致性較差，散熱效果不佳。

通過PCB本身冷卻

現時廣泛使用的PCBA是覆銅板/環氧玻璃布基板或酚醛樹脂玻璃布基板，並且使用少量紙基覆銅板層壓板。 雖然這些基板具有優异的電學效能和加工效能，但其散熱效能較差。 作為高發熱組件的散熱路徑，很難期望熱量從PCB本身的樹脂傳導，而是從組件表面向周圍空氣輻射熱量。 然而，隨著電子產品進入小型化、高密度安裝和高熱組裝時代，僅從表面積較小的部件表面輻射熱量是不够的。 同時，由於大量表面貼裝元件（如QFP和BGA），元件產生的大量熱量被傳輸到PCB。 囙此，解决散熱問題的最佳方法是新增與加熱元件直接接觸的PCB本身的散熱能力。 傳導或發射。

採用合理的佈局設計實現散熱

由於電路板上的樹脂導熱性較差，銅線和孔是良好的熱導體，PCB保濕認為新增銅的殘留率和新增熱孔是散熱的主要手段。

為了評估PCB的散熱能力，有必要計算由不同導熱係數的各種資料組成的複合材料的等效導熱係數。

對於使用自由對流空氣冷卻的設備，最好將集成電路（或其他設備）垂直或水准佈置。

根據其熱量和散熱情况，應將其放置在同一PCB上。 應放置低熱或耐熱性差的設備（如小訊號電晶體、小型集成電路、電解電容器等）。 冷卻氣流的最高流量（在入口）和產生大量熱量或熱量的設備（如功率電晶體、大型集成電路等）位於冷卻氣流的最下游。

在水平方向上，高功率元件應盡可能靠近PCB邊緣，以縮短傳熱路徑。 在垂直方向上，大功率組件應盡可能靠近PCB頂部，以降低操作期間其他組件的溫度。

溫度敏感元件應放置在最低溫度區域（如設備底部）。 不要將其直接放在加熱裝置上方。 多個裝置優選地在水平面上交錯。

設備中PCB的散熱主要取決於氣流，囙此在設計過程中應研究氣流路徑，並正確配寘設備或PCB。 當空氣流動時，它傾向於在低阻力的地方流動。 囙此，在印刷電路板上配寘設備時，避免在特定區域留下較大的空氣空間。 在整個機器中配寘多個印刷電路板時，應注意相同的問題。

避免將熱點集中在PCB上, 盡可能均勻地將電源分配給PCB, 並保持PCB表面的溫度效能均勻. 在設計過程中, 通常很難實現嚴格的均勻分佈, 但有必要避免功率密度過高的區域, 以免熱點影響整個電路的正常運行. 如有必要, 有必要分析印刷電路的熱效能. 例如, 在一些專業軟件中新增了熱性能指標分析軟體模塊 PCB設計 軟件可以幫助設計者優化電路設計.

將功耗最高、產熱量最大的部件放置在最佳散熱位置附近。 除非散熱器放置在印刷電路板的角落和週邊邊緣，否則不要加熱散熱器。 在設計功率電阻器時，請盡可能選擇較大的設備，並在調整印刷電路板佈局時留出足够的散熱空間。

當高散熱器件連接到基板時，它們之間的熱阻應最小化。 為了更好地滿足熱特性要求，可以在晶片的底面上使用一些導熱資料（例如一層導熱矽膠），並且可以保持一定的接觸面積來分散器件。

組件和基板的連接

（1）最小化元件引線的長度；

（2）在選擇大功率元件時，應考慮鉛資料的導熱性，並盡可能選擇橫截面最大的鉛；

（3）選擇具有大量管脚的組件。

設備包裝選擇

（1）在考慮散熱設計時，請注意組件的包裝說明和導熱性；

（2）應考慮在基板和器件封裝之間提供良好的熱路徑；

（3）熱傳導路徑中應避免空氣分離。 在這種情況下，可以使用導熱資料填充。