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10 PCB 냉각 방식 분석(1)

Jul 07, 2023

전자 장치는 작동 중에 일정량의 열을 발생하므로 장치의 내부 온도가 급격히 상승하고 열이 적시에 분배되지 않으면 장치가 계속 가열되고 과열로 인해 장치가 고장납니다. 전자 장비 성능의 신뢰성이 저하됩니다. 따라서 회로 기판의 우수한 열처리가 매우 중요합니다. PCB 보드 방열은 매우 중요한 링크이며 PCB 보드 방열 기술은 다음과 같이 논의됩니다.

방법-1

PCB 보드 자체를 통한 방열. 현재 널리 사용되는 PCB 기판은 구리/에폭시 유리 섬유 기판 또는 페놀 수지 유리 섬유 기판이며, 적은 수의 종이 기반 구리 라미네이트가 사용됩니다. 이러한 기판은 전기적 특성과 가공 성능은 우수하지만 방열성이 좋지는 않지만 방열 경로의 고발열 부품으로 PCB 자체 수지에 의한 열전도를 거의 기대할 수 없지만 부품 표면에서 주변 공기 열 분산. 그러나 전자 제품이 부품 소형화, 고밀도 실장, 고발열 조립 시대에 접어들면서 표면적이 매우 작은 부품 표면에 열을 발산하는 것만으로는 부족하다. 동시에 QFP 및 BGA와 같은 표면 실장 부품의 수가 많기 때문에 부품에서 발생하는 열이 대량으로 PCB로 전달됩니다. 따라서 방열에 대한 최선의 해결책은 발열 부품과 직접 접촉하는 PCB 자체의 열용량을 개선하여 이를 외부로 전도하거나 PCB를 통해 분산시키는 것입니다.

PCB 레이아웃 권장 사항:

열에 민감한 장치는 차가운 공기 영역에 배치됩니다. 온도 감지 장치는 가장 뜨거운 위치에 배치됩니다.

동일한 인쇄 기판의 장치는 발열 및 방열 정도에 따라 발열이 적거나 내열성이 약한 장치(예: 소신호 트랜지스터, 소규모 집적 회로, 전해 커패시터)로 가능한 한 멀리 배치해야 합니다. 등) 냉각 기류의 최상류(입구)에 배치하고, 열을 많이 발생시키거나 내열성이 좋은 기기(파워 트랜지스터, 대규모 집적 회로 등)에 배치 냉각 기류의 가장 하류. 수평 방향에서 고출력 장치는 열 전달 경로를 단축하기 위해 인쇄 기판의 가장자리에 최대한 가깝게 배열됩니다. 수직 방향으로 고전력 장치는 작동 시 다른 장치의 온도에 대한 이러한 장치의 영향을 줄이기 위해 인쇄 기판의 상단에 가능한 한 가깝게 배열됩니다. 장비에서 인쇄 기판의 방열은 주로 공기 흐름에 의존하므로 설계 중에 공기 흐름 경로를 연구하고 장치 또는 인쇄 회로 기판을 합리적으로 구성해야 합니다. 공기의 흐름은 항상 저항이 적은 곳으로 흐르는 경향이 있으므로 인쇄회로기판에 소자를 구성할 때 특정 부위에 큰 공극을 남기지 않도록 한다. 전체 기계의 여러 보드 구성에도 동일하게 적용됩니다. 온도에 더 민감한 장치는 온도가 가장 낮은 영역(예: 장치의 바닥)에 가장 잘 배치되고 열을 발생시키는 장치 바로 위에 놓지 않으며 여러 장치를 수평면에 엇갈리게 배치하는 것이 가장 좋습니다. 전력 소비량이 가장 높고 발열량이 가장 높은 장치를 열 발산에 가장 좋은 위치 근처에 배치합니다. 근처에 방열판이 없는 경우 인쇄 기판의 모서리와 가장자리 주변에 더 높은 열을 발생시키는 장치를 두지 마십시오. 전력 저항을 설계할 때 가능하면 더 큰 장치를 선택하고 방열을 위한 충분한 공간이 있도록 보드의 레이아웃을 조정합니다.

방법-2

고발열소자 플러스 방열판, PCB에 소자가 몇개 있을 때 열발생량이 많을 때(3개 미만), 열전도소자에 방열판 또는 열전도관을 추가할 수 있습니다. 여전히 온도를 낮출 수 없으면 방열 효과를 높이기 위해 팬이 있는 방열판을 사용할 수 있습니다. 발열소자 수가 많을 경우(3개 이상) 대형 방열판(기판)을 사용할 수 있는데, 이는 PCB기판의 발열소자의 위치와 높이에 맞춘 특수 방열판이나 대형평면열판 다른 구성요소 높이 위치가 키인된 싱크. 그런 다음 방열판이 구성요소 표면 전체에 스냅되어 각 구성요소와 접촉하고 열을 발산합니다. 그러나 부품을 함께 납땜할 때 부품 높이의 일관성이 좋지 않아 방열판이 그다지 효과적이지 않습니다. 일반적으로 열 발산을 개선하기 위해 부품 표면에 부드러운 열 위상 변화 패드가 추가됩니다.

방법-3

자유 대류 공기 냉각이 있는 장비의 경우 집적 회로(또는 기타 장치)를 세로 방식 또는 긴 가로 방식으로 배열하는 것이 가장 좋습니다.

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