PCB-Technologie - Was sind die Hauptgründe für die hohe Temperatur von Leiterplatten

Dieser Artikel diskutiert die Hauptgründe, warum die hohe Temperatur auf der Leiterplatte Ausfälle verursacht und die Leiterplatte selbst beschädigt wird.

Überhitzung der Leiterplatte (PCB) can lead to poor design, Falsche Materialauswahl für Bauteile, Falsche Bauteilplatzierung und ineffizientes Wärmemanagement.

Die daraus resultierende hohe Temperatur hat negative Auswirkungen auf Funktionen, Komponenten und die Leiterplatte selbst. In vielen Anwendungen ist der Effekt von hohen Temperaturen vernachlässigbar, aber in Hochleistungsausführungen kann es wichtig sein.

Daher ist das richtige Wärmemanagement ein wichtiger Aspekt der Elektrotechnik. Der integrierte Ansatz des Diermomanagements umfasst die Aufmerksamkeit auf alles, von der Komponentenebene über das physische Leiterplattensystem bis hin zur Betriebsumgebung.

Die Zunahme der Bauteildichte in heutigen elektronischen Schaltungen kann thermische Probleme verursachen. Darüber hinaus können PCB-Designfehler und ineffektive Kühltechniken zu inakzeptablen hohen Temperaturen führen.

Falsche Platzierung der Bauteile

Bestimmte Hochleistungsgeräte benötigen einen Ort mit ordnungsgemäßem Luftstrom (natürlich oder gezwungen), um Wärme zu übertragen. Daher sollten diese an Orten mit Lüftungsöffnungen oder gutem Luftstrom platziert werden.

Ohne richtigen Luftstrom und Wärmeableitung behält die Leiterplatte den größten Teil der Wärme, was dazu führt, dass die Temperatur allmählich ansteigt, was zu einer schlechten Schaltungsleistung oder Beschädigung führt. Beachten Sie auch, dass empfindliche Komponenten in der Nähe von Teilen platziert werden, die viel Wärme abgeben, sie thermisch beansprucht werden.

Was sind die Hauptgründe für die hohe Temperatur von Leiterplatten

Heizkörper mit Lüfter

Hochleistungskomponenten wie Leistungstransistoren können Hot Spots auf der Leiterplatte. Allerdings, durch ordnungsgemäße Wärmeableitung und natürliche oder erzwungene Kühlung, Die Temperatur kann in einem sicheren Bereich gehalten werden.

Umgebungs- und externe thermische Faktoren

Es wird nicht davon ausgegangen, dass, wenn die Leiterplatte in extremen Temperaturbereichen verwendet wird, die Bedingungen in der Zielumgebung während des Entwurfsprozesses die Komponenten thermischer Belastungen aussetzen können.

Der Hersteller liefert Spezifikationen, die für einen bestimmten Temperaturbereich geeignet sind. Beispielsweise wird der Widerstandswert in der Regel bei einer Temperatur von 20°C angegeben. Es ist wichtig, daran zu denken, dass die Parameter von Komponenten wie Widerständen, Kondensatoren und Halbleitern mit der Temperatur variieren.

Informationen zur Berechnung des tatsächlichen Widerstands eines Widerstands bei einer gegebenen Temperatur.

Darüber hinaus bieten Hersteller in der Regel thermische Derating-Kurven an, die sichere Leistung oder Strom angeben. Änderungen von Parametern wie Umgebungstemperatur oder Luftstrom.

Was sind die Hauptgründe für die hohe Temperatur von Leiterplatten

Falsche Bauteil- und Materialauswahl

Die Nichteinhaltung der empfohlenen Richtlinien bei der Auswahl der Komponenten kann zur Wärmeableitung führen. Es ist wichtig, das Datenblatt zu studieren und alle relevanten Informationen zu Stromverbrauch, Wärmebeständigkeit, Temperaturgrenzen und Kühltechnik zu berücksichtigen.

Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die für die Anwendung geeignete Leistungsklasse auswählen. . Ein einfacher Fehler besteht darin, denselben Widerstand wiederzuverwenden (vielleicht, weil sich das entsprechende Bauteil bereits in der CAD-Bibliothek befindet), obwohl einige Anwendungen höhere Leistungswerte erfordern. Führen Sie eine schnelle Leistungsberechnung am Widerstand durch und stellen Sie sicher, dass die Nennleistung deutlich höher ist als die maximal erwartete Verlustleistung.

Ein weiteres wichtiges Thema ist die Wahl der dielektrischen Leiterplattenmaterialien. Die Leiterplatte selbst muss den schlimmsten thermischen Bedingungen standhalten können.

Schlechte Leiterplattendesign und -herstellung

Schlechte Layout- und Herstellungsprozesse tragen zu Problemen bei der Wärmeableitung von Leiterplatten bei. Falsches Löten kann die Wärmeableitung behindern, und unzureichende Spurenbreite oder Kupferbereich können Temperaturanstiegsprobleme verursachen.

Weitere Informationen zu empfohlenen CPB-Designpraktiken finden Sie in einigen unserer anderen Ressourcen:

Thermisches Design mit freiliegendem Pad-Paket

Thermische Ausführung mit Linearregler

Tipps und Tricks für PCB-Layout: Verwenden Sie so viel wie möglich eine Erdungsebene

Praktische PCB-Layout-Tipps, die jeder Designer kennen muss

Wie konvertiert man den Schaltplan in PCB-Layout: PCB-Design eines benutzerdefinierten Neigungsmessers

Abschließend

Zur Vermeidung von Wärmeableitungsproblemen, Designer müssen die Wärmeableitung reduzieren und zusätzliche Reinigungstechniken anwenden, wenn die natürliche Kühlung unzureichend ist. Die Herstellung von thermischen Optimierungsdesigns erfordert die Beachtung der Bauteilspezifikationen, Leiterplattenlayout, Dielektrische Leiterplattenmaterialien und Umweltbedingungen.