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PCB上高温的主要原因

2019年9月02日经过Amos Kingatua.

本文讨论了PCB上的高温的主要原因,导致板材的失败和损坏。

印刷电路板(PCB)上的多余热量可能由差的设计,不正确的零件和材料选择,错误的组件放置和低效的热量管理产生。

由此产生的高温对功能,组件和板本身产生负面影响。在许多应用中,高温的效果可以忽略不计,但在高性能设计中,它可能是显着的。

因此,适当的热管理是电气工程的一个重要方面。热管理的综合方法涉及从部件级别的一切都关注到物理板系统和操作环境的一切。

当今电子电路中的增加的分量密度可以有助于热问题。此外,PCB设计缺陷和无效的冷却技术可能导致不可接受的高温。

在本文中,我们将看看一些主要原因过热的主要原因。

组件安排不正确

一些高功率器件需要具有适当气流的位置,无论是天然还是强迫,都要转移热量。因此,这些应该放置在有通风口或良好气流的位置。

没有适当的气流和散热,PCB将保持大部分热量,这将导致逐渐增加,导致电路性能差或损坏。此外,请记住,如果将敏感的部件放置在发射大量热量的那些附近,则敏感部件将经历热应力。

带冷却风扇的散热器。使用的图像礼貌Fischer Elektronik.

电源晶体管等高功率部件可以在PCB上产生热点。但是,具有适当的散热和自然或强制冷却,可以在安全限制内保持温度。

环境和外部热因素

未能考虑在设计期间的目标环境中的条件可能将组件暴露于当PCB用于具有极端温度的区域时,可以将组件暴露于热应力。

制造商提供适用于一定温度范围内的规格。例如,通常引用电阻值20℃的温度。重要的是要记住,例如电阻器,电容和半导体等部件具有随温度变化的参数。

请参阅AAC教科书中的页面以获取信息计算给定温度的电阻的实际电阻

此外,制造商通常提供热额定曲线,该曲线指定有关与环境温度或气流等参数的变化相关的安全功率或电流。

推出电源模块CSD87353Q5D,PCB垂直安装的曲线:使用的图像礼貌德州仪器

错误的组件和材料选择

未能遵循组件选择期间的建议指南可能导致热问题。研究数据表并考虑与功耗相关的所有相关信息非常重要,热阻,温度限制和冷却技术。

此外,请确保您选择适合应用程序的额定功率。尽管某些应用程序可能需要更高的功率额定值,但是使用相同的电阻反复使用相同的电阻(可能是您的CAD库中的相应组件)。为电阻器进行快速计算,并确保评级明显高于最大预期耗散。

另一个重要问题是选择PCB介电材料。印刷电路板本身必须能够忍受最坏情况的热条件。

PCB设计和制造不佳

不良布局和制造过程可以有助于PCB热问题。焊接不当可能会妨碍散热,并且迹线宽度或铜区域不足可能导致有问题的温度增加。

有关推荐的CPB设计实践的更多信息,请查看我们的一些其他资源:

结论

为了防止热问题,设计人员必须减少散热,并在自然冷却不足时使用额外的去除技术。生产热优化的设计需要注意组件规格,PCB布局,PCB介电材料和环境条件。