PCB 熱管理通常涉及設計和輔助器件的組合,如散熱器,以處理過多的熱量。
精心挑選、布局器件并測試熱沖擊彈性是改善 PCB 熱管理的方法。
高功率密度電子器件特別難以進行熱管理,因為它們會非常快地產(chǎn)生大量熱量。
PCB 熱管理
PCB 熱管理是一組策略,設計人員可以使用這些策略來減少 PCB 在正常工作時產(chǎn)生的熱量,并降低異常時產(chǎn)生大量熱量的可能性。
PCB 熱管理降低了系統(tǒng)正常工作期間物理損壞的幾率,并可以提高通過電子器件傳輸?shù)?a target="_blank">信號的完整性。通過 PCB 的功率越多,就越需要熱管理來使其有效工作。無論多復雜,也無論其用途如何,每塊 PCB 都應該具有有效的熱管理。
PCB 熱管理技術
PCB 熱管理是一項復雜的工作,涉及對器件、材料、Layout、間距和電氣干擾的分析。關于如何管理 PCB 中的熱量,沒有單一的答案,隨著新型 PCB 的出現(xiàn),新的熱管理指南將是必要的。下文將探討一些管理 PCB 熱量的建議。
精心挑選和布局器件
電路板溫度應始終盡可能低,許多因素都會影響溫度的變化。器件的效率、導電引線的間距以及電路板基板中使用的材料都會產(chǎn)生不同的基準電路板溫度。
設計人員可以通過精心布局器件、使用保形涂層和盡量減少熱障來控制 PCB 中的熱量流動。熱障是電路板上容納熱量的區(qū)域,如孔和槽。這些熱障可能很難通過間距或散熱器等器件來緩解,當它們是負空間時更是如此。
熱沖擊彈性測試
如果 PCB 在很短的時間內(nèi)加熱到很高的溫度,就會達到熱沖擊的狀態(tài)。熱沖擊相當危險,因為這會中斷電流或導致 PCB 完全失效。作為 PCB 熱管理的一部分,設計人員應對熱沖擊彈性進行測試。當熱沖擊發(fā)生時,故障可能發(fā)生在電路板基板內(nèi)或連接到電路板的器件內(nèi)。
PCB 設計可以符合多種熱沖擊彈性國際標準。熱沖擊彈性也可能與耐熱循環(huán)性疊加,耐熱循環(huán)性保護 PCB 不因溫度快速變化而失效。溫度的快速變化會削弱器件焊接,導致保護涂層變形,或導致斷裂。
為什么某些電子產(chǎn)品中的
PCB 熱管理尤為困難?
具有高功率密度的 PCB 中的發(fā)熱難以控制。發(fā)生這種情況是因為有許多走線同時汲取功率,并且許多器件同時依賴于電流供應。高功率密度 PCB 不一定是不良設計;一些應用需要高功率密度來實現(xiàn)各種功能。在這些情況下,有效利用空間至關重要,因為任何串擾都會迅速導致熱尖峰。
一些高功率密度 PCB 需要大型器件,這又增加了其熱管理的復雜性。大型器件自然會產(chǎn)生更多熱量,但也會減少 PCB 上用于散熱的可用面積。在 PCB 上保持足夠的散熱面積是熱管理的一個重要部分;將器件盡可能緊密地封裝在一起并覆蓋電路板,即使它們都符合 IPC 標準,也可能是有害的。
PCB 熱管理是 PCB 設計的一個關鍵部分,影響 PCB 的物理功能和性能,因此每個設計人員都應予以關注。inspectAR 軟件利用增強現(xiàn)實技術(AR)以交互性的方式評估并改進 PCB 熱管理,輕松準確地實現(xiàn) PCB 檢查、調(diào)試、返工和組裝。
上圖顯示了在inspectAR 軟件中 對AR 疊層制造的探測,可有效避免過熱問題。利用AR技術,工程師或制造技術人員可以在制造過程中的任何時候將單個器件、走線、子電路或整個電路板與設計規(guī)格進行比較,并隨時查看技術手冊、添加留言、注釋。
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