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PCB 열 설계의 몇 가지 방법

1 PCB 보드 자체를 통한 냉각

현재 널리 사용되는 PCB 시트는 구리 - 클래드 / 에폭시 유리 직물 또는 페놀 수지 유리 직물 기판이며, 소량의 종이 기반 구리 - 클래드 시트가 사용된다. 이들 기판은 우수한 전기적 특성 및 가공 특성을 가지지 만, 불량한 열 발산을 갖는다.

고 발열 부품의 방열 경로로서 PCB 자체의 수지에서 열을 전도하는 것이 아니라 부품 표면에서 주변 공기로 열을 방출 할 것으로 예상됩니다.

그러나 전자 제품이 소형화, 고밀도 실장 및 고열 조립 시대에 접어 들면서 표면적이 매우 작은 부품의 표면에서 열을 방출하는 것만으로는 충분하지 않습니다.




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동시에 QFP 및 BGA와 같은 많은 수의 표면 실장 부품으로 인해 부품에서 발생하는 열이 PCB로 대량으로 전달됩니다.

따라서 방열을 해결하는 가장 좋은 방법은 발열 부품과 직접 접촉하여 PCB 자체의 방열 성능을 향상시키는 것입니다. 전도 또는 방출 됨.


2 개의 고열 발생 장치와 방열판, 방열판

PCB에 많은 양의 열을 발생시키는 장치가 3 개 미만일 경우에는 열 발생 장치 또는 열 파이프를 열 발생 장치에 추가 할 수 있습니다.

온도를 낮출 수없는 경우 팬이있는 방열판을 사용하여 방열 효과를 높일 수 있습니다. 효과. 열 발생 장치의 양이 많은 경우 (3 개 이상) 큰 열 방출 덮개 (플레이트)를 사용할 수 있습니다.이 덮개는 열 발생 장치의 위치와 높이에 따라 맞춤 설정된 전용 열 싱크입니다. PCB 또는 대형 평면 플레이트 방열판.

서로 다른 구성 요소의 위쪽과 아래쪽 부분이 배치됩니다. 열 차폐 부는 구성 요소 표면에 일체로 고정되고 열을 분산시키기 위해 각 구성 요소와 접촉한다.

그러나 납땜시 부품의 일관성이 낮기 때문에 방열 효과가 좋지 않습니다. 부드러운 열 위상 변화 열 패드는 일반적으로 열 손실을 개선하기 위해 구성 요소 표면에 추가됩니다.


3 자유 대류 공냉식을 사용하는 장치의 경우, 집적 회로 (또는 기타 장치)를 세로로 길게 또는 가로로 길게 배치하는 것이 가장 좋습니다.

4 합리적인 배선 설계를 사용하여 방열을 달성하십시오.

시트 내의 수지는 열 전도성이 좋지 않고 구리 호일 선 및 구멍은 양호한 열전도도이기 때문에 구리 호일 잔여 율을 증가시키고 열 전도 구멍을 증가시키는 것이 열 방산의 주요 수단이다.




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PCB의 열 발산 능력을 평가하려면 열전도 계수가 다른 여러 가지 재료로 구성된 복합 재료의 등가 열전도도 (9 eq)를 계산해야합니다.

5 동일한 인쇄 회로 기판에있는 장치는 발열 및 방열에 따라 가능한 멀리 배치해야합니다.

열이 적거나 내열성이 낮은 소자 (소형 신호 트랜지스터, 소형 집적 회로, 전해 커패시터 등)는 냉각 장치에 설치해야합니다.

공기 흐름의 최상부 흐름 (입구에서), 높은 열 또는 우수한 내열성을 갖는 장치 (예 : 파워 트랜지스터, 대규모 집적 회로 등)는 냉각 공기 흐름의 가장 하류에 배치됩니다.

6 수평 방향에서 고전력 소자는 열전달 경로를 단축하기 위해 인쇄 기판의 모서리에 최대한 가깝게 배치합니다. 수직 방향으로, 고출력 디바이스는 프린트 기판의 상부에 가능한 한 가깝게 배치되어 이들 디바이스가 작동하는 동안 다른 디바이스의 온도를 감소시킨다. 영향.


7 장비의 인쇄 회로 기판의 열 발산은 주로 공기 흐름에 따라 다르므로 설계 중에 공기 흐름 경로를 조사해야하며 장치 또는 인쇄 회로 기판을 올바르게 구성해야합니다. 공기가 흐르면 낮은 저항을 가진 장소로 흐르게됩니다.




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따라서 인쇄 회로 기판에 장치를 구성 할 때 특정 영역에 큰 공기 공간을 두지 마십시오. 전체 기계에서 여러 개의 인쇄 회로 기판을 구성 할 때도 동일한 문제가 지적되어야합니다.

온도 감응 장치는 최저 온도 영역 (예 : 장치 바닥)에 배치하고 가열 장치 바로 위에 두지 말고 여러 장치를 수평면에 엇갈려 배치해야합니다.


9 가장 높은 전력 소비와 최대 발열을 가장 잘 방열 위치에 놓습니다.

방열판을 가까이에 두지 않으면 프린트 기판의 모서리와 가장자리에 더 높은 열이 발생하는 장치를 두지 마십시오. 전력 저항을 설계 할 때 가능한 한 큰 장치를 선택하고 인쇄 된 보드의 레이아웃을 조정할 때 열 방출을위한 충분한 공간을 확보하십시오.

10 RF 전력 증폭기 또는 LED PCB는 금속베이스 기판을 사용합니다.

11 PCB에 핫 스팟이 집중되는 것을 피하고 가능한 한 PCB에 균일하게 전원을 분배하고 PCB 표면의 온도 성능을 일정하고 일관되게 유지하십시오.

설계 과정에서 엄격한 균일 한 분포를 얻는 것이 종종 어렵지만, 전체 회로의 정상 동작에 영향을 미치는 핫 스폿을 피하기 위해 전력 밀도가 너무 높은 영역을 피할 필요가 있습니다.

필요한 경우 인쇄 회로의 열 성능 분석을 수행해야합니다. 예를 들어 일부 전문 PCB 설계 소프트웨어에 추가 된 열 성능 색인 분석 소프트웨어 모듈은 설계자가 회로 설계를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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