操作中に電子機器によって発生する熱により、機器の内部温度が急速に上昇します。熱が時間内に散逸しないと、機器が熱くなり続け、過熱のためにデバイスが故障し、電子機器の信頼性が低下します。したがって、回路基板に熱を放散することが非常に重要です。
印刷回路基板の温度上昇の因子分析
印刷ボードの温度上昇の直接的な原因は、回路電力消費デバイスの存在によるものであり、電子デバイスはさまざまな程度まで消費電力を備えており、熱強度は消費電力とともに変化します。
印刷されたボードの温度上昇の2つの現象：
（1）局所温度上昇または大面積温度上昇。
（2）短期温度上昇または長期温度上昇。
PCB熱消費電力を分析する場合、一般に次の側面から。
電力消費
（1）単位面積あたりの消費電力を分析します。
（2）PCB回路基板上の消費電力の分布を分析します。
2。印刷ボードの構造
（1）印刷ボードのサイズ。
（2）印刷ボードの資料。
3。印刷ボードのインストール方法
（1）設置方法（垂直設置や水平インストールなど）;
（2）シーリング状態とケーシングからの距離。
4。熱放射
（1）印刷されたボード表面の放射率。
（2）印刷されたボードと隣接する表面とその絶対温度の温度差。
5。熱伝導
（1）ラジエーターを取り付けます。
（2）他の設置構造部品の伝導。
6。熱対流
（1）自然対流;
（2）強制冷却対流。
PCBからの上記の要因の分析は、印刷ボードの温度上昇を解く効果的な方法です。これらの要因は、多くの場合、製品とシステムに関連し、依存しています。ほとんどの要因は、実際の状況でのみ、実際の状況に従って分析する必要があります。この状況でのみ、温度上昇と消費電力のパラメーターを正しく計算または推定できます。
回路基板冷却方法
1。高生成装置とヒートシンクと熱伝導プレート
PCB内のいくつかのデバイスが大量の熱（3未満）を生成すると、ヒートシンクまたはヒートパイプを熱生成デバイスに追加できます。温度を下げることができない場合、ファンのあるヒートシンクを使用して、熱散逸効果を高めることができます。より多くの暖房装置（3以上）がある場合、大きな熱散逸カバー（ボード）を使用できます。これは、PCBボード上の暖房装置の位置と高さに応じてカスタマイズされた特別なラジエーターであるか、異なるコンポーネントの高さを切り取る大きなフラットラジエーターです。熱散逸カバーをコンポーネント表面に固定し、各コンポーネントに接触して熱を放散します。ただし、アセンブリと溶接中のコンポーネントの一貫性が低いため、熱散逸効果は良くありません。通常、熱散逸効果を改善するために、コンポーネント表面に柔らかい熱相変化のサーマルパッドが追加されます。
2。PCBボード自体を介した熱散逸
現在、広く使用されているPCBプレートは、銅覆われた/エポキシガラス布基板またはフェノール樹脂ガラス布基板であり、少量の紙ベースの銅色のプレートが使用されています。これらの基質は優れた電気性能と加工性能を持っていますが、熱散逸が不十分です。高生成成分の熱散逸経路として、PCB自体は、PCBの樹脂から熱を伝導することはほとんど予想されませんが、成分の表面から周囲の空気に熱を放散することはほとんど予想されません。ただし、電子製品がコンポーネントの小型化、高密度の設置、高温のアセンブリの時代に入っているため、熱を放散するために非常に小さな表面積のあるコンポーネントの表面に依存するだけでは不十分です。同時に、QFPやBGAなどの表面に取り付けられたコンポーネントを大量に使用しているため、コンポーネントによって生成される熱は大量にPCBボードに転送されます。したがって、熱散逸を解決する最良の方法は、加熱要素と直接接触してPCB自体の熱散逸能力を改善することです。実施または放出します。
3.熱散逸を実現するために、合理的なルーティング設計を採用します
シート内の樹脂の熱伝導率は不十分であり、銅箔のラインと穴は熱の良好な導体であるため、銅箔の残留速度を改善し、熱伝導穴を増やすことが熱放散の主な手段です。
PCBの熱散逸能力を評価するには、異なる熱伝導率係数、つまりPCBの絶縁基質を持つさまざまな材料で構成される複合材料の同等の熱伝導率（9 eq）を計算する必要があります。
4.自由対流の空気冷却を使用する機器の場合、統合された回路（または他のデバイス）を垂直または水平に配置することをお勧めします。
5。同じ印刷ボード上のデバイスは、熱の発生と熱散逸に従って可能な限り配置する必要があります。少量の熱生成または耐熱性が低いデバイス（小信号トランジスタ、小規模な積分回路、電解コンデンサなど）は、冷却気流の最上部ストリーム（大型熱生成のデバイス、または良好な耐熱性）に配置されています（電力トランジスタ、大規模な積分回路など）。
6.水平方向では、高出力デバイスは、熱伝達経路を短縮するために、印刷ボードの端にできるだけ近くに配置する必要があります。垂直方向には、他のデバイスで作業するときにこれらのデバイスの温度を下げるために、高出力デバイスを印刷ボードの上部にできるだけ近くに配置する必要があります。
7.温度に敏感なデバイスは、温度が最も低いエリアに最適に配置されます（デバイスの底など）。熱生成デバイスの真上に置かないでください。複数のデバイスは、水平面上で驚くべきことです。
8.機器内の印刷ボードの熱放散は、主に空気の流れに依存するため、空気の流れは設計で研究する必要があり、デバイスまたは印刷回路基板を合理的に構成する必要があります。空気が流れると、抵抗が小さい場所に常に流れる傾向があるため、印刷回路基板にデバイスを構成するときは、特定の領域に大きな空域を離れることを避ける必要があります。マシン全体の複数の印刷回路基板の構成も、同じ問題に注意を払う必要があります。
9. PCBにホットスポットの濃度を避け、PCBに可能な限り電力を均等に分配し、PCB表面の温度性能を均一で一貫性を保ちます。設計プロセスで厳格な均一な分布を達成することはしばしば困難ですが、電力密度が高すぎるエリアを回避して、回路全体の通常の動作に影響を与えるホットスポットを避ける必要があります。条件が許可されている場合、印刷回路の熱効率分析が必要です。たとえば、いくつかのプロフェッショナルPCB設計ソフトウェアに追加された熱効率インデックス分析ソフトウェアモジュールは、設計者がサーキット設計を最適化するのに役立ちます。
