전자 장비 작동 시 발생하는 열로 인해 장비 내부 온도가 급격히 상승합니다. 열이 제때에 방출되지 않으면 장비가 계속 가열되어 과열로 인해 장치가 고장나고 전자 장비의 신뢰성이 떨어지게 됩니다. 따라서 회로 기판에 열을 방출하는 것이 매우 중요합니다.

인쇄회로기판의 온도상승 요인 분석

인쇄 기판의 온도 상승의 직접적인 원인은 회로 전력 소비 장치의 존재에 기인하며 전자 장치는 다양한 정도의 전력 소비를 가지며 전력 소비에 따라 열 강도도 변합니다.

인쇄 기판의 두 가지 온도 상승 현상:
(1) 국지적 온도 상승 또는 대면적 온도 상승;
(2) 단기적인 온도 상승 또는 장기적인 온도 상승.

PCB 열 소비량을 분석할 때 일반적으로 다음과 같은 측면을 고려합니다.

전력 소비
(1) 단위 면적당 전력 소비를 분석합니다.
(2) PCB 회로 기판의 전력 소비 분포를 분석합니다.

2. 프린트 기판의 구조
(1) 인쇄판의 크기
(2) 인쇄판의 재질.

3. 프린트 기판의 설치 방법
(1) 설치 방법(수직 설치, 수평 설치 등)
(2) 밀봉 상태 및 케이싱으로부터의 거리.

4. 열복사
(1) 인쇄 기판 표면의 방사율;
(2) 인쇄 기판과 인접 표면 간의 온도 차이 및 절대 온도.

5. 열전도
(1) 라디에이터를 설치하십시오.
(2) 기타 설치 구조 부품의 전도.

6. 열 대류
(1) 자연 대류;
(2) 강제 냉각 대류.

PCB에서 위의 요인을 분석하는 것은 인쇄 기판의 온도 상승을 해결하는 효과적인 방법입니다. 이러한 요소는 제품 및 시스템과 관련이 있고 종속적인 경우가 많습니다. 대부분의 요소는 특정 실제 상황에 대해서만 실제 상황에 따라 분석되어야 합니다. 이 상황에서만 온도 상승 및 전력 소비 매개변수를 올바르게 계산하거나 추정할 수 있습니다.

회로 기판 냉각 방식

1. 고발열 장치에 방열판과 열전도판을 더한 제품
PCB에 있는 몇몇 소자가 많은 양(3개 미만)의 열을 발생시키는 경우, 발열 소자에 방열판이나 히트파이프를 추가할 수 있습니다. 온도를 낮출 수 없는 경우에는 팬이 달린 방열판을 사용하여 방열 효과를 높일 수 있습니다. 난방 장치가 더 많은 경우(3개 이상) 대형 방열 커버(보드)를 사용할 수 있습니다. PCB 보드 위의 발열 장치 위치와 높이에 따라 맞춤 제작된 특수 라디에이터 또는 다양한 부품의 높이를 잘라낸 대형 평면 라디에이터입니다. 방열 커버를 구성 요소 표면에 고정하고 각 구성 요소를 접촉시켜 열을 방출합니다. 그러나 조립 및 용접 중 부품의 일관성이 좋지 않아 방열 효과가 좋지 않습니다. 일반적으로 방열 효과를 향상시키기 위해 구성 요소 표면에 부드러운 열 위상 변화 열 패드를 추가합니다.

2. PCB 보드 자체를 통한 열 방출
현재 널리 사용되는 PCB 플레이트는 구리 피복/에폭시 유리 직물 기판 또는 페놀 수지 유리 직물 기판이며 소량의 종이 기반 구리 피복 기판이 사용됩니다. 이러한 기판은 전기적 성능과 처리 성능이 뛰어나지만 방열 성능이 좋지 않습니다. 고발열 부품의 방열 경로로서 PCB 자체가 PCB의 수지로부터 열을 전도하는 것은 거의 기대할 수 없고, 부품 표면에서 주변 공기로 열을 방출하는 역할을 합니다. 그러나 전자제품이 부품의 소형화, 고밀도 실장, 고열 조립 시대에 돌입함에 따라 표면적이 매우 작은 부품의 표면에만 의존하여 열을 발산하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 동시에 QFP, BGA 등 표면 실장 부품의 사용량이 많아 부품에서 발생하는 열이 PCB 기판으로 대량으로 전달됩니다. 따라서 방열 문제를 해결하는 가장 좋은 방법은 발열체와 직접 접촉하는 PCB 자체의 방열 능력을 높이는 것입니다. 수행하거나 방출합니다.

3. 방열을 위해 합리적인 라우팅 설계를 채택하십시오.
시트에 있는 수지의 열전도율이 낮고 동박 라인과 구멍이 좋은 열 전도체이기 때문에 동박 잔존율을 개선하고 열전도 구멍을 늘리는 것이 열 방출의 주요 수단입니다.
PCB의 방열능력을 평가하기 위해서는 다양한 열전도계수를 갖는 다양한 재료로 구성된 복합재료, 즉 PCB용 절연기판의 등가 열전도율(9eq)을 계산하는 것이 필요합니다.

4. 자유 대류 공기 냉각을 사용하는 장비의 경우 집적 회로(또는 기타 장치)를 수직 또는 수평으로 배열하는 것이 가장 좋습니다.

5. 동일한 인쇄 기판에 있는 장치는 가능한 한 발열 및 방열에 따라 배열되어야 합니다. 열 발생이 적거나 내열성이 약한 장치(예: 소신호 트랜지스터, 소규모 집적 회로, 전해 콘덴서 등)는 냉각 기류의 최상류(입구), 열 발생이 큰 장치 또는 우수한 내열성(예: 전력 트랜지스터, 대규모 집적 회로 등)은 냉각 공기 흐름의 가장 하류에 배치됩니다.

6. 수평 방향에서는 열 전달 경로를 단축하기 위해 고전력 장치를 인쇄 기판 가장자리에 최대한 가깝게 배치해야 합니다. 수직 방향에서는 고전력 장치를 인쇄 기판 상단에 최대한 가깝게 배치하여 다른 장치에 충격을 가할 때 이러한 장치의 온도를 낮추어야 합니다.

7. 온도에 민감한 장치는 온도가 가장 낮은 부분(예: 장치 바닥)에 배치하는 것이 가장 좋습니다. 발열 장치 바로 위에 놓지 마십시오. 다수의 장치는 수평면에 엇갈리게 배치되는 것이 바람직합니다.

8. 장비 내 인쇄 기판의 열 방출은 주로 공기 흐름에 따라 달라지므로 설계 시 공기 흐름 경로를 연구하고 장치 또는 인쇄 회로 기판을 합리적으로 구성해야 합니다. 공기가 흐르면 항상 저항이 작은 곳으로 흐르는 경향이 있기 때문에 인쇄회로기판에 소자를 구성할 때 특정 부위에 큰 공기 공간을 남기지 않도록 해야 합니다. 전체 기계에 여러 개의 인쇄 회로 기판을 구성하는 경우에도 동일한 문제에 주의해야 합니다.

9. PCB에 핫스팟이 집중되는 것을 피하고, 가능한 한 PCB에 전력을 고르게 분배하며, PCB 표면의 온도 성능을 균일하고 일관되게 유지하십시오. 설계 과정에서 엄격하고 균일한 분포를 달성하는 것은 어려운 경우가 많지만 전체 회로의 정상적인 작동에 영향을 미치는 핫스팟을 피하기 위해 전력 밀도가 너무 높은 영역을 피하는 것이 필요합니다. 조건이 허락한다면 인쇄 회로의 열 효율 분석이 필요합니다. 예를 들어, 일부 전문 PCB 설계 소프트웨어에 추가된 열 효율 지수 분석 소프트웨어 모듈은 설계자가 회로 설계를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.