PCB生產不得不重視熱設計
發布時間:2019-09-25 責任編輯:xueqi
【導讀】熱設計的目的是采取適當的措施和方法降低元器件的溫度和PCB板的溫度,使係統在合適的溫度下正常工作。可以從以下幾方麵考慮。
PCB中熱量的來源主要有三個方麵:電子元器件的發熱、PCB本身的發熱和其它部分傳來的熱。
在這三個熱源中,元器件的發熱量最大,是主要熱源,其次是PCB板ban產chan生sheng的de熱re,外wai部bu傳chuan入ru的de熱re量liang取qu決jue於yu係xi統tong的de總zong體ti熱re設she計ji,暫zan時shi不bu做zuo考kao慮lv。那na麼me熱re設she計ji的de目mu的de是shi采cai取qu適shi當dang的de措cuo施shi和he方fang法fa降jiang低di元yuan器qi件jian的de溫wen度du和hePCB板的溫度,使係統在合適的溫度下正常工作。可以從以下幾方麵考慮:

1、 通過PCB板本身散熱。目前廣泛應用的PCB板材是覆銅/環huan氧yang玻bo璃li布bu基ji材cai或huo酚fen醛quan樹shu脂zhi玻bo璃li布bu基ji材cai,還hai有you少shao量liang使shi用yong的de紙zhi基ji覆fu銅tong板ban材cai。這zhe些xie基ji材cai雖sui然ran具ju有you優you良liang的de電dian氣qi性xing能neng和he加jia工gong性xing能neng,但dan散san熱re性xing差cha,作zuo為wei高gao發fa熱re元yuan件jian的de散san熱re途tu徑jing,幾ji乎hu不bu能neng指zhi望wang由youPCB本身樹脂傳導熱量,而是從元件的表麵向周圍空氣中散熱。
但隨著電子產品已進入到部件小型化、高密度安裝、高發熱化組裝時代,若隻靠表麵積十分小的元件表麵來散熱是非常不夠的。同時由於QFP、BGA等表麵安裝元件的大量使用,元器件產生的熱量大量地傳給PCB板,因此,解決散熱的最好方法是提高與發熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力,通過PCB板傳導出去或散發出去。
2、 高發熱器件加散熱器、導熱板。當PCB中有少數器件發熱量較大時(少於3個)時,可在發熱器件上加散熱器或導熱管,當溫度還不能降下來時,可采用帶風扇的散熱器,以增強散熱效果。當發熱器件量較多時(多於3個),可采用大的散熱罩(板),它是按PCB板上發熱器件的位置和高低而定製的專用散熱器或是在一個大的平板散熱器上摳出不同的元件高低位置。
將(jiang)散(san)熱(re)罩(zhao)整(zheng)體(ti)扣(kou)在(zai)元(yuan)件(jian)麵(mian)上(shang),與(yu)每(mei)個(ge)元(yuan)件(jian)接(jie)觸(chu)而(er)散(san)熱(re)。但(dan)由(you)於(yu)元(yuan)器(qi)件(jian)裝(zhuang)焊(han)時(shi)高(gao)低(di)一(yi)致(zhi)性(xing)差(cha),散(san)熱(re)效(xiao)果(guo)並(bing)不(bu)好(hao)。通(tong)常(chang)在(zai)元(yuan)器(qi)件(jian)麵(mian)上(shang)加(jia)柔(rou)軟(ruan)的(de)熱(re)相(xiang)變(bian)導(dao)熱(re)墊(dian)來(lai)改(gai)善(shan)散(san)熱(re)效(xiao)果(guo)。
3、 caiyonghelidezouxianshejishixiansanre,youyubancaizhongdeshuzhidaorexingcha,ertongboxianluhekongshiredeliangdaoti,yincitigaotongboshengyulvhezengjiadaorekongshisanredezhuyaoshouduan。
4、 高熱耗散器件在與基板連接時應盡能減少它們之間的熱阻。為了更好地滿足熱特性要求,在芯片底麵可使用一些熱導材料(如塗抹一層導熱矽膠),並保持一定的接觸區域供器件散熱。
5、 在水平方向上,大功率器件盡量靠近印製板邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印製板上方布置,以便減少這些器件工作時對其他器件溫度的影響。
6、 設(she)備(bei)內(nei)印(yin)製(zhi)板(ban)的(de)散(san)熱(re)主(zhu)要(yao)依(yi)靠(kao)空(kong)氣(qi)流(liu)動(dong),所(suo)以(yi)在(zai)設(she)計(ji)時(shi)要(yao)研(yan)究(jiu)空(kong)氣(qi)流(liu)動(dong)路(lu)徑(jing),合(he)理(li)配(pei)置(zhi)器(qi)件(jian)或(huo)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)。空(kong)氣(qi)流(liu)動(dong)時(shi)總(zong)是(shi)趨(qu)向(xiang)於(yu)阻(zu)力(li)小(xiao)的(de)地(di)方(fang)流(liu)動(dong),所(suo)以(yi)在(zai)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)配(pei)置(zhi)器(qi)件(jian)時(shi),要(yao)避(bi)免(mian)在(zai)某(mou)個(ge)區(qu)域(yu)留(liu)有(you)較(jiao)大(da)的(de)空(kong)域(yu)。整(zheng)機(ji)中(zhong)多(duo)塊(kuai)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)配(pei)置(zhi)也(ye)應(ying)注(zhu)意(yi)同(tong)樣(yang)的(de)問(wen)題(ti)。
7、 對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區域(如設備的底部),千萬不要將它放在發熱器件的正上方,多個器件最好是在水平麵上交錯布局。
8、 避免PCB上熱點的集中,盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上,保持PCB表(biao)麵(mian)溫(wen)度(du)性(xing)能(neng)的(de)均(jun)勻(yun)和(he)一(yi)致(zhi)。往(wang)往(wang)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)達(da)到(dao)嚴(yan)格(ge)的(de)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)是(shi)較(jiao)為(wei)困(kun)難(nan)的(de),但(dan)一(yi)定(ding)要(yao)避(bi)免(mian)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)太(tai)高(gao)的(de)區(qu)域(yu),以(yi)免(mian)出(chu)現(xian)過(guo)熱(re)點(dian)影(ying)響(xiang)整(zheng)個(ge)電(dian)路(lu)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。
來源:電子發燒友網
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