介紹

印刷電路板上的過多熱量可能是由于設(shè)計(jì)不佳、零件和材料選擇不正確、組件放置不正確以及熱管理效率低下造成的。

由此產(chǎn)生的高溫會(huì)對(duì)功能、組件和電路板本身產(chǎn)生負(fù)面影響。在許多應(yīng)用中，高溫的影響可以忽略不計(jì)，但在高性能設(shè)計(jì)中它可能很重要。

因此，適當(dāng)?shù)臒峁芾硎请姎夤こ痰囊粋€(gè)重要方面。熱管理的集成方法涉及從組件級(jí)別一直到物理板系統(tǒng)和操作環(huán)境的所有方面。

當(dāng)今電子電路中組件密度的增加可能會(huì)導(dǎo)致熱問題。此外，PCB 設(shè)計(jì)缺陷和無(wú)效的冷卻技術(shù)可能導(dǎo)致不可接受的高溫。

不正確的元件放置

一些大功率設(shè)備需要有適當(dāng)氣流（自然或強(qiáng)制）的位置以將熱量帶走。因此，這些應(yīng)放置在通風(fēng)口或通風(fēng)良好的位置。

如果沒有適當(dāng)?shù)臍饬骱蜕?，PCB會(huì)保留大部分熱量，這會(huì)導(dǎo)致溫度逐漸升高，導(dǎo)致電路性能不佳或損壞。此外，請(qǐng)記住，如果將敏感組件放置在發(fā)出大量熱量的組件附近，則會(huì)受到熱應(yīng)力。

大功率元件（例如功率晶體管）會(huì)在 PCB 上產(chǎn)生熱點(diǎn)。但是通過適當(dāng)?shù)纳岷妥匀换驈?qiáng)制冷卻，溫度可以保持在安全范圍內(nèi)。

環(huán)境和外部熱因素

在極端溫度區(qū)域使用 PCB 時(shí)，如果在設(shè)計(jì)過程中未考慮目標(biāo)環(huán)境中的條件，則組件可能會(huì)受到熱應(yīng)力。

制造商提供適用于一系列溫度的規(guī)格。

例如，電阻值通常用于 20°C 的溫度。重要的是要記住，電阻器、電容器和半導(dǎo)體等組件的參數(shù)會(huì)隨溫度而變化。

此外，制造商通常會(huì)提供熱降額曲線，以指定與環(huán)境溫度或氣流等參數(shù)變化相關(guān)的安全功率或電流。

組件和材料的錯(cuò)誤選擇

在組件選擇過程中不遵循推薦的指南可能會(huì)導(dǎo)致熱問題。研究數(shù)據(jù)表并考慮與功耗、熱阻、溫度限制和冷卻技術(shù)相關(guān)的所有相關(guān)信息非常重要。

此外，請(qǐng)確保為您的應(yīng)用選擇正確的額定功率。一個(gè)容易犯的錯(cuò)誤是重復(fù)使用相同的電阻器（可能是因?yàn)橄鄳?yīng)的組件已經(jīng)在您的 CAD 庫(kù)中），盡管某些應(yīng)用程序可能需要更高的額定功率。對(duì)您的電阻器進(jìn)行快速功率計(jì)算，并確保額定值明顯高于最大預(yù)期耗散。

另一個(gè)重要問題是PCB介電材料的選擇。印刷電路板本身必須能夠承受最壞情況下的熱條件。

不良的PCB設(shè)計(jì)和制造

不良的布局和制造工藝可能會(huì)導(dǎo)致 PCB 熱問題。焊接不當(dāng)會(huì)阻礙散熱，而走線寬度或銅面積不足會(huì)導(dǎo)致溫升問題。

綜上所述

為了防止熱問題，設(shè)計(jì)人員必須在自然冷卻不足時(shí)減少散熱并使用額外的去除技術(shù)。熱優(yōu)化設(shè)計(jì)需要注意組件規(guī)格、PCB 布局、PCB 介電材料和環(huán)境條件。