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PCB热管理技术

PCB热管理

红色PCB

PCB热管理是设计人员可以用来减少PCB在正常运行期间产生的热量并减少在异常运行期间产生大量热量的可能性的一组策略。 

PCB热管理降低了设备正常运行期间遭受物理损坏的机会,并可以改善通过电子设备传播的信号的完整性。通过PCB的功率越多,则需要更多的热量管理才能使其正常工作。每个PCB,无论多么复杂,无论其目的如何,都应进行有效的热管理。

PCB热管理技术

PCB热管理是一项复杂的工作,涉及对组件,材料,布局,间距和电干扰的分析。对于如何管理PCB中的热量没有唯一的答案,并且随着新型PCB的创建,可以合理地假设可能需要新的热量管理准则。但是,以下是一些有关控制PCB中热量的方法的建议。

仔细选择和分配组件 

电路板温度始终应尽可能低,并且许多因素都可能影响温度变化。电路板基板中组件的效率,导电引线的间距以及所用材料都可以产生不同的基准电路板温度。 

设计人员可以通过贴心地分布组件,使用保形涂层并最小化热障来控制PCB中的热流。隔热层是指可容纳热量(如孔和槽)的电路板区域。这些障碍可能很难通过间距或散热片之类的部件来减轻,尤其是当它们为负空间时。

热冲击回弹测试

如果PCB在很短的时间内加热到高温,就会达到称为热冲击的状态。热冲击是危险的,因为它可能会中断电流或导致PCB完全失效。设计师应测试PCB散热管理的热冲击回弹性。当发生热冲击时,电路板基板内或与电路板连接的组件内可能会发生故障。 

可以设计PCB来满足多种国际标准的抗热震性。热冲击复原力也可能与热循环电阻重叠,从而保护PCB免受由于温度快速变化而引起的故障的影响。温度的快速变化会削弱组件的焊接能力,导致保护涂层变形或破裂。

为什么某些电子产品中的PCB热管理困难?

高功率密度的PCB难以控制热量的产生。发生这种情况是因为有许多迹线一次消耗功率,并且许多组件同时依赖电流供应。高功率密度的PCB不一定是错误的设计;一些应用需要高功率密度来执行各种功能。在这些情况下,有效利用空间至关重要,因为任何串扰都会迅速引起热尖峰。 

某些高功率密度PCB需要大型组件,这为其散热管理增加了另一层次的复杂性。大型组件自然会产生更多的热量,但它们也会减少PCB上用于散发热量的可用表面积。在PCB上保持足够的散热面积是保持其散热的重要组成部分。即使组件都符合IPC标准,也应将组件尽可能地紧密地组装在一起以覆盖电路板,这可能是有害的。

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