PCB技術 - PCB回路基板の放熱技術

電子機器では，運転中に一定の熱が発生し，装置の内部温度が急上昇する。熱が時間内に放散されない場合、機器は加熱を続け、過熱により装置が故障し、電子機器の信頼性が低下する。

したがって、回路基板を良好に加熱することが非常に重要である。PCB回路基板の放熱は非常に重要なリンクである。PCB回路基板の放熱技術とは一緒に話し合いましょう。

一つ

熱はPCB自体を通して放熱される。現在、広く使用されているPCB板は、銅クラッド／エポキシガラス布基板またはフェノール樹脂ガラスクロス基板であり、少量の紙ベースの銅板が使用されている。

これらの基板は優れた電気及び加工特性を有しているが、それらは熱放散が悪い。高発熱素子の放熱経路としては、PCB自体の樹脂が熱を伝導することを期待することはほとんど不可能であるが、素子の表面から周囲の空気に放熱することはほとんど不可能である。

しかし，電子製品は，部品の小型化，高密度実装，高加熱組立の時代に入ったため，非常に小さな表面積を持つ成分の表面にのみ熱を放散するのに十分ではない。

同時に、QFPやBGAなどの表面実装部品の広範な使用により、部品によって発生する多量の熱がPCB基板に伝達される。したがって、熱放散を解決するためのZuI良い方法は、PCBの放熱能力を改善することであり、加熱素子と直接接触してPCB基板を透過または放出することである。

大面積電力供給による熱放散銅箔と銅箔の追加

サーマルビア

銅は、銅板と空気との間の熱抵抗を低減するために、ICの背面に露出している

PCBレイアウト

a .熱感知装置は、冷気領域に置かれる。

b .温度検出装置は、Zuiホットポジションに置かれる。

c .同一のプリント基板上の装置は、発熱量及び熱放散度に応じて、ゾーン内に配置する。冷却空気流のZui上流（入口）には、発熱量の少ないデバイスや、熱抵抗が小さいデバイス（例えば、小さな信号トランジスタ、小型集積回路、電解コンデンサ等）を置く。そして、高発熱量または良好な耐熱性（例えばパワートランジスタ、大規模集積回路など）を有するデバイスは、冷却風ストリームの下流にZuiを置いた。

d .水平方向において、高電力デバイスは、熱伝達経路を短くするために可能な限りプリント板のエッジに近接して配置される垂直方向において、高出力デバイスは、プリント基板の頂部に可能な限り近くに配置され、他のデバイスの温度に対する影響を低減する。

E .装置内のプリント基板の熱放散は、主に空気の流れに依存しているので、空気流路を設計し、装置やプリント基板を合理的に構成する必要がある。空気が流れると、抵抗が小さい場合は常に流動する傾向があるので、プリント基板上のデバイスを構成する場合、ある領域に大きな空域を残すことを避ける必要がある。マシン全体の複数のプリント回路基板の構成は、同じ問題にも注意を払うべきである。

f .温度差装置Zuiは、低温Zui（装置の底のような）を有する領域に置かれなければならない。決して直接加熱装置の上に置く。複数のデバイスのZUIは、水平面上に千鳥をする必要があります。

高消費電力Zuiと大きな発熱Zuiを有するG .デバイスは、良い熱放散ZuI位置の近くに配置されます。ヒートシンクがそれの近くに配置されない限り、角と周囲の端に高熱で装置を置かないでください。電源抵抗を設計するとき、できるだけ多くの装置を選んでください、そして、プリント板のレイアウトを調節するとき、それに十分な熱放散空間があるようにしてください。

コンポーネント間隔推薦

二つ

ヒートシンクと熱伝導板は、高発熱装置に加えられます。PCBのいくつかの装置が大きな熱容量（3未満）を有する場合、ヒートシンクまたは熱伝導パイプを加熱装置に加えることができる。温度が低下することができないとき、熱の影響を強化するために、ファンによるヒートシンクを使用できます。

発熱成分が多い場合（3以上）には、大きな放熱カバー（プレート）を用いることができる。これは、PCBボード上の位置や高さの加熱コンポーネントに応じてカスタマイズされた特別なラジエーター、または別のコンポーネントの高い位置と低い位置を大きなフラットラジエーターで引き抜くことができます。

全体の放熱カバーは、熱を放散するために各々の要素と接触するために要素表層にバッキングされる。しかし、部品の組立や溶接におけるコンシステンシーが悪いため、放熱効果が良くない。通常、熱放散効果を改善するために、柔らかい熱相変化熱伝導パッドがコンポーネントの表層に添加される。

スリー

自由対流空気で冷却された機器に対しては、集積回路（または他のデバイス）を縦横方向に配置するのが良い。

フォー

放熱を実現するために合理的な配線設計を採用した。プレート内の樹脂は熱伝導性が悪く、銅箔ラインや穴は熱伝導性が良いので、銅箔の残留率の向上と熱伝導孔の増大が熱放散の主要な手段である。

pcbの放熱能力を評価するためには，熱伝導率の異なる種々の材料からなる複合材料のpcb用絶縁基板の等価熱伝導率（9 eq）を計算する必要がある。

ファイブ

同一のプリント基板上の装置は、発熱量及び熱放散度に応じて、ゾーン内に可能な限り配置する。冷却空気流のZui上流（入口）には、発熱量の少ないデバイスや、熱抵抗が小さいデバイス（例えば、小さな信号トランジスタ、小型集積回路、電解コンデンサ等）を置く。そして、高発熱量または良好な耐熱性（例えばパワートランジスタ、大規模集積回路など）を有するデバイスは、冷却風ストリームの下流にZuiを置いた。

六

水平方向において、高電力デバイスは、熱伝達経路を短くするために可能な限りプリント板のエッジに近く配置される垂直方向において、高出力デバイスは、プリント基板の頂部に可能な限り近くに配置され、他のデバイスの温度に対する影響を低減する。

七

装置内のプリント基板の熱放散は主に空気の流れに依存しているので，空気流路を設計し，装置やプリント基板を合理的に構成する必要がある。

空気が流れると、抵抗が小さい場合は常に流動する傾向があるので、プリント基板上のデバイスを構成する場合、ある領域に大きな空域を残すことを避ける必要がある。マシン全体の複数のプリント回路基板の構成は、同じ問題にも注意を払うべきである。

エイト

温度敏感装置ZIIは、低温Zui（装置の底など）を有する領域に置かれるべきである。決して直接加熱装置の上に置く。複数のデバイスのZUIは、水平面上に千鳥をする必要があります。

ナイン

高消費電力Zuiと大きな発熱Zuiは、良好な放熱ZUSI位置付近に配置されている。ヒートシンクがそれの近くに配置されない限り、角と周囲の端に高熱で装置を置かないでください。

電源抵抗を設計するとき、できるだけ多くの装置を選んでください、そして、プリント板のレイアウトを調節するとき、それに十分な熱放散空間があるようにしてください。

テン

PCB上のホットスポットの集中を避け、できるだけPCBに均等に電力を分配し、PCB表面温度性能の均一性と一貫性を維持する。

設計プロセスでは厳密な均一分布を達成することは困難であるが，回路全体の正常動作に影響する過剰なホットスポットを避けるために，高出力密度領域を避ける必要がある。

できればプリント回路の熱効率を解析する必要がある。例えば、ZHuan工業のいくつかのPCB設計ソフトウェアで追加された熱効率指数解析ソフトウェアモジュールは、設計者が回路設計を最適化するのを助けることができる。