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PCB科技

PCB科技 - PCB散熱設計技巧

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PCB科技 - PCB散熱設計技巧

PCB散熱設計技巧

2021-10-16
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Author:Downs

電子設備的可靠性會下降,甚至電子設備也會因設備過熱而發生故障。 囙此,在電路板上進行散熱設計處理非常重要。

印刷電路板, 那就是, PCB板, 基於電路原理圖,實現電路設計者所需的功能. PCB板設計 包括佈局設計, 這需要考慮各種因素,例如外部連接的佈局, 內部電子元件的優化佈局, 金屬連接和通孔的優化佈局, 電磁保護, 和散熱.

PCB溫度 上升因數分析

印製板溫昇的直接原因是電路功耗器件的存在。 電子設備都有不同程度的功耗,加熱强度隨功耗的大小而變化。

印製板中的兩種溫昇現象:

(1)局部溫昇或大面積溫昇

(2)短期溫昇或長期溫昇

電路板

提高PCB印製板溫昇的方法需要從多個方面考慮,因為這些因素在產品和系統中往往是相互關聯和依賴的,囙此大多數因素都應該根據實際情況進行分析, 只有針對特定的實際情況,才能更準確地計算或估計溫昇和功耗等參數。

電路板散熱方法

囙此,在分析和設計PCB熱功耗時,通常從以下幾個方面來解决PCB散熱方法和優化設計。

1、高發熱裝置加散熱器、導熱板(管)

當PCB中的少量組件產生大量熱量(少於3)時,可以向加熱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。 當加熱裝置的數量較大(超過3個)時,可以使用大型散熱器(管),這是一種根據加熱裝置在PCB上的位置和高度定制的特殊散熱器,或者一個大型扁平散熱器切割出不同的組件高度位置。 散熱蓋整體扣合在部件表面,並與每個部件接觸散熱。 然而,由於組件組裝和焊接過程中高度一致性較差,散熱效果不好。 近年來,將在一些高熱部件的表面添加軟熱相變熱墊,以改善散熱效果。

2、通過PCB板本身散熱

現時,廣泛使用的PCB板是覆銅板/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。

雖然這些基板具有優异的電學效能和加工效能,但散熱性較差。 作為高熱組件的散熱路徑,幾乎不可能期望PCB樹脂本身的熱量傳導熱量,而是將組件表面的熱量耗散到周圍空氣中。 然而,隨著電子產品進入元件小型化、高密度安裝和高加熱裝配的時代,

僅依靠表面積非常小的部件表面散熱是不够的。 同時,由於QFP和BGA等表面貼裝元件的廣泛使用,元件產生的大量熱量被傳輸到PCB板。 囙此,解决散熱問題的最佳方法是通過PCB板提高與加熱元件直接接觸的PCB本身的散熱能力。 被傳輸或發射。

3、採用合理的佈線設計,實現散熱

由於板中的樹脂導熱性較差,銅箔線和孔是良好的導熱體,囙此新增銅箔的殘留率和新增導熱孔是主要的散熱手段。 為了測試和評估PCB的散熱能力,有必要計算由具有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PCB的絕緣基板。

4、熱源分佈合理均勻

同一印製板上的元件應盡可能根據其熱值和散熱程度進行佈置。 熱值低或耐熱性差的設備(如小訊號電晶體、小型集成電路、電解電容器等)應放置在冷卻氣流中。 最上面的氣流(在入口),具有較大熱量或熱阻的設備(如功率電晶體、大規模集成電路等)放置在冷卻氣流的最下游。 避免PCB上的熱點集中,盡可能將等效功率的元件均勻分佈在PCB板上,保持PCB表面溫度效能均勻一致。

5、使用導熱資料降低熱阻

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,以便器件散熱。

6、器件與基板的連接

(1)最小化設備的引線長度

(2)在選擇大功率器件時,應考慮鉛資料的導熱性。 如果可能,儘量選擇導線的最大橫截面

(3)選擇具有更多管脚的設備

7、設備包裝材料的選擇

(1) When considering PCB therma l設計, 注意設備的封裝描述及其導熱性

(2)考慮在基板和器件封裝之間提供良好的熱傳導路徑

(3)應避免在熱傳導路徑中使用空氣隔牆。 如果是這種情況,可以使用導熱資料填充。