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电子设备产生的热量,使内部温度迅速上升,如果不及时将该热量散发,设备会继续升温,器件就会因过热失效,电子设备的可靠性将下降。

SMT使电子设备的安装密度增大,有效散热面积减小,设备温升严重地影响可靠性,因此,对热设计的研究显得十分重要。




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印制电路板温升因素分析


引起印制板温升的直接原因是由于电路功耗器件的存在,电子器件均不同程度地存在功耗,发热强度随功耗的大小变化。


 印制板中温升的2种现象:

  • 局部温升或大面积温升;

  • 短时温升或长时间温升。

在分析PCB热功耗时,一般从以下几个方面来分析。


1,电气功耗

(1)分析单位面积上的功耗;
(2)分析PCB板上功耗的分布。


2,印制板的结构

(1)印制板的尺寸;
(2)印制板的材料。

3,印制板的安装方式

(1)安装方式(如垂直安装,水平安装);
(2)密封情况和离机壳的距离。

4,热辐射

(1)印制板表面的辐射系数;
(2)印制板与相邻表面之间的温差和他们的温度;


5,热传导

(1)安装散热器;
(2)其他安装结构件的传导。


6,热对流

(1)自然对流;
(2)强迫冷却对流。

从PCB上述各因素的分析是解决印制板的温升的有效途径,往往在一个产品和系统中这些因素是互相关联和依赖的。

大多数因素应根据实际情况来分析,只有针对某一具体实际情况才能比较正确地计算或估算出温升和功耗等参数。




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热设计原则


1,选材


(1)印制板的导线由于通过电流而引起的温升加上规定的环境温度应不超过125 ℃(常用的典型值。根据选用的板材可能不同)。

由于元件安装在印制板上也发出一部分热量,影响工作温度,选择材料和印制板设计时应考虑到这些因素,热点温度应不超过125 ℃,尽可能选择更厚一点的覆铜箔。

(2)特殊情况下可选择铝基、陶瓷基等热阻小的板材。

(3)采用多层板结构有助于PCB热设计。


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