PCBワールドより

電子機器は動作中にある程度の熱が発生し、機器内部の温度が急激に上昇します。熱が時間内に放散されない場合、機器は加熱し続け、過熱により機器が故障します。電子機器の信頼性 性能が低下します。

したがって、回路基板の放熱処理を適切に行うことが非常に重要です。PCB 回路基板の放熱は非常に重要なリンクです。PCB 回路基板の放熱技術とは何ですか。以下で一緒に説明しましょう。

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PCB 基板自体による放熱 現在広く使用されている PCB 基板は、銅クラッド/エポキシガラスクロス基板またはフェノール樹脂ガラスクロス基板であり、紙ベースの銅クラッド基板が少量使用されています。

これらの基板は優れた電気的特性と処理特性を備えていますが、放熱性が劣っています。高発熱部品の放熱方法としては、プリント基板の樹脂自体からの熱伝導はほとんど期待できず、部品表面から周囲の空気へ放熱することが考えられます。

しかし、エレクトロニクス製品は部品の小型化、高密度実装、高発熱の時代を迎えており、表面積の非常に小さい部品の表面だけで放熱するだけでは不十分です。

同時に、QFP や BGA などの表面実装部品が多用されているため、部品から発生する熱が PCB 基板に大量に伝達されます。したがって、熱放散を解決する最善の方法は、発熱体と直接接触する PCB 自体の放熱能力を向上させることです。伝導または放射。

PCB レイアウト
熱に敏感なデバイスは冷風の当たる場所に設置されます。

温度検出装置は最も高温になる位置に設置されています。

発熱量や放熱の程度に応じて、同一プリント基板上に素子を可能な限り離して配置してください。発熱量が小さい、または耐熱性が低いデバイス（小信号トランジスタ、小規模集積回路、電解コンデンサなど）は、冷却風が当たる場所に配置してください。最上流（入口）、冷却風最下流には熱や熱抵抗の大きいデバイス（パワートランジスタ、大規模集積回路等）が配置されます。

水平方向では、高出力デバイスをプリント基板の端にできるだけ近づけて配置し、熱伝達経路を短縮します。垂直方向では、高出力デバイスがプリント基板の上部にできるだけ近く配置され、これらのデバイスが動作中に他のデバイスの温度に与える影響が軽減されます。

機器内のプリント基板の放熱は主に空気の流れに依存するため、設計時に空気の流れの経路を検討し、デバイスまたはプリント基板を合理的に構成する必要があります。

設計プロセス中に厳密に均一な分布を達成することは多くの場合困難ですが、ホットスポットが回路全体の通常動作に影響を与えるのを防ぐために、電力密度が高すぎる領域を避ける必要があります。

可能であれば、プリント回路の熱効率を解析する必要があります。たとえば、一部の専門的な PCB 設計ソフトウェアに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に役立ちます。

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高発熱コンポーネントとラジエーターおよび熱伝導プレート。PCB 内の少数のコンポーネントが大量の熱を発生する場合 (3 つ未満)、発熱コンポーネントにヒートシンクまたはヒート パイプを追加できます。温度が下がらない場合には、ファン付きラジエーターを使用することで放熱効果を高めることができます。

加熱デバイスの数が多い場合（3 つ以上）、PCB または大きなフラット上の加熱デバイスの位置と高さに応じてカスタマイズされた特別なヒートシンクである大型の放熱カバー（基板）を使用できます。ヒートシンク コンポーネントの高さの異なる位置を切り出します。放熱カバーは部品表面に一体的に座屈し、各部品と接触して放熱します。

しかし、部品の組み立てや溶接時の高さの均一性が悪く、放熱効果は良好ではありません。通常、放熱効果を向上させるために、コンポーネントの表面に柔らかいサーマル相変化サーマルパッドが追加されます。

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自由対流空冷を採用する機器の場合、集積回路 (またはその他のデバイス) を垂直または水平に配置するのが最適です。

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合理的な配線設計を採用し、放熱を実現します。プレート内の樹脂は熱伝導率が悪く、銅箔のラインや穴は熱伝導に優れているため、銅箔の残存率を高めることと熱伝導穴を増やすことが主な放熱手段となります。プリント基板の放熱性能を評価するには、プリント基板の絶縁基板である熱伝導率の異なるさまざまな材料からなる複合材料の等価熱伝導率（9eq）を計算する必要があります。

05
発熱量や放熱の程度に応じて、同一プリント基板上に素子を可能な限り離して配置してください。発熱量の低いデバイスや耐熱性の低いデバイス（小信号トランジスタ、小規模集積回路、電解コンデンサなど）は、冷却風が当たる場所に配置してください。最上流（入口）、冷却風最下流には熱や熱抵抗の大きいデバイス（パワートランジスタ、大規模集積回路等）が配置されます。

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水平方向では、熱伝達経路を短くするために、高出力デバイスがプリント基板の端にできるだけ近くに配置されます。垂直方向では、高出力デバイスが他のデバイスの温度に与える影響を軽減するために、プリント基板の上部にできるだけ近くに配置されます。。

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機器内のプリント基板の放熱は主に空気の流れに依存するため、設計時に空気の流れの経路を検討し、デバイスまたはプリント基板を合理的に構成する必要があります。

空気が流れる場合、必ず抵抗の低い場所に流れようとするため、プリント基板上にデバイスを構成する場合、一定の面積に大きな空気層が残らないようにしてください。

マシン全体の複数のプリント基板の構成でも、同じ問題に注意する必要があります。

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温度に敏感なデバイスは、最も温度の低い領域 (デバイスの底部など) に配置するのが最適です。暖房器具の真上には絶対に置かないでください。複数のデバイスを水平面上にずらして配置するのが最善です。

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消費電力や発熱量が最も多い機器は、放熱に最適な位置の近くに配置してください。ヒートシンクを近くに配置しない限り、プリント基板の角や周縁に高熱の機器を配置しないでください。電力抵抗器を設計する際は、できるだけ大きな素子を選択し、プリント基板のレイアウトを調整する際に放熱スペースを十分に確保してください。

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PCB 上のホットスポットの集中を避け、PCB 基板上で電力をできるだけ均等に分散し、PCB 表面温度のパフォーマンスを均一かつ一貫した状態に保ちます。

設計プロセス中に厳密に均一な分布を達成することは多くの場合困難ですが、ホットスポットが回路全体の通常動作に影響を与えるのを防ぐために、電力密度が高すぎる領域を避ける必要があります。

可能であれば、プリント回路の熱効率を解析する必要があります。たとえば、一部の専門的な PCB 設計ソフトウェアに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に役立ちます。