time : 2021-04-10 09:41 作者:凡亿pcb
电子设备工作时产生的热量,使内部温度迅速上升,如果没有散热,设备继续升温,设备会因过热而失效,电子设备的可靠性会下降。因此,电路板的热处理非常重要。
? 印刷电路板的温度的因素
温度上升的直接原因是由于PCB电路功率器件的存在,电子器件存在功耗,热功率随功率的变化而变化。
PCB温升两种现象:
(1)局部温升或大面积;
(2)短期或长期温升。
在分析PCB热功率时,一般要分析以下几个方面。
电力消耗
(1)每单位面积的电力消耗分析;
(2)分析PCB上的功率分布。
2 PCB结构
(1)PCB尺寸;
(2)PCB材料。
3 PCB安装
(1)安装(例如垂直安装,水平安装);
(2)从外壳和密封件的距离。
4热辐射
(1)PCB表面辐射系数;
(2)绝对温度与印刷电路板相邻表面之间的温差;
5导热
(1)安装散热片;
(2)其他传导安装结构。
6热对流
(1)自然对流;
(2)强制对流冷却。
从上述因素的分析来看,PCB是解决PCB温度的有效方法,往往在产品和系统中这些因素是相互关联和依赖的,大多数因素应根据实际情况进行分析,并且只有具体比较实际情况,正确计算或估算温度和功耗等参数。
二,电路板散热模式
1。高加散热器加热装置,热敏板
当PCB中少量较大的设备发热时(少于三个),可以在加热装置中加一个散热器或热管,当温度不能下降时,可以与风扇散热器一起使用,以增强散热效果。当有大量的加热装置(三个以上)时,可以采用大型隔热板(板),这是基于PCB加热装置的位置和水平以及定制专用散热器或散热器中的大型扁平不同部件的水平切口的位置。热屏蔽元件表面的整体扣环,同时冷却与每个元件接触。但是,由于一致性水平是元件组装和焊接不良,冷却效果不好。通常组件加上柔软的表面热相变热垫以改善散热。
2。通过PCB板本身加热
目前的板材广泛用于PCB层压板/环氧玻璃布料或酚醛树脂玻璃布料,以及少量纸基材料的CCL。虽然这些基板具有优异的电性能和加工性能,但耐热性差,热路径高的加热元件,几乎不能指望树脂从PCB本身传递热量,而是从表面元件向周围空气传递热量。然而,随着电子元件进入小,高密度安装和高热量的组装时间,如果仅由非常小的表面积的元件表面不足以散热。而且由于大量使用QFP,BGA和其他表面贴装元件,元件产生的大量热量传输PCB,因此,
3。采用合理的对齐设计,实现散热
由于树脂片材的导热性差,并且孔是铜线和良好的导热体,因此增加导热率和增加残留铜的速率是冷却孔的主要手段。
对PCB冷却能力进行评估,我们需要对由各种不同PCB组成的复合材料的导热系数进行计算,使用一个等效导热系数的绝缘基板(9 eq)。
4。对于自由对流空气冷却设备,最好是纵向布置的集成电路(或其他设备),或水平长度布置。
5.器件应尽可能根据PCB板上相同尺寸的区域散热和冷却程度进行对准,加热器件的小热阻或低热阻(如小信号晶体管,小型集成电路) ,电解电容器等)对冷却气流最上游(入口),热量或高热阻装置(如功率晶体管,LSI等)的最下游冷却流量。
6.在另一个设备上,当温度在垂直方向时,功率器件布置在靠近PCB的顶部,以减少这些器件的工作;?在水平方向上,功率器件布置成靠近PCB的边缘,以便缩短传热路径。
7。温度敏感装置优选地放置在最冷的区域(例如装置的底部)中,不要将其置于加热装置上方,多个装置在水平面中交错排列最佳。
8. PCB冷却设备主要取决于气流,因此设计研究气流路径,合理分配元件或印刷电路板。当气流流动时,总是倾向于放置较小的阻力,因此印刷电路板配置装置,避免在一个区域留下大的空域。多块配置的印刷电路板机器也应该注意同样的问题。
9.专注于PCB,避免热点,因为电源均匀分布到PCB,PCB表面保持均匀一致的温度性能。设计过程中经常遇到严格的均匀分布比较困难,但一定要避免高功率密度区域,避免热点影响整个电路的正常运行。如果有条件的话,印刷电路的热效率分析是必要的,如增加专业PCB设计软件的数量,现在在热性能指标分析软件模块中,可以帮助设计人员优化电路设计。
10.最大功率消耗和最大冷却装置布置在最佳位置附近。除非将其安装在冷却装置附近,否则不要在PCB的边角和周围放置更高的加热装置。在设计功率电阻时,尽可能选择较大的器件,并在调整PCB布局时,以便有足够的空间进行散热。
11.由于降低了它们之间的热阻,在与基板连接的器件中散热。为了更好地满足热特性的要求,芯片的下侧可以使用一些导热材料(如涂层热敏硅石),并为散热装置保持一定的接触面积。
12.连接到基板的器件:
(1)缩短器件引线的长度;
(2)选用高功率器件时,应考虑引线材料的导热系数,如果可能,尽量选择表面引线截面最大;
(3)选择更多设备的引脚数。
13.选择器件封装:
(1)考虑散热设计应注意器件的封装说明及其导热系数;
(2)应考虑在基板和器件封装之间提供良好的导热路径;
(3)应避免在空气的导热路径上,如果这种情况可以填充导热材料。