24小時聯系電話:18217114652、13661815404
中文
行業資訊
使用 PCB散熱器的高效散熱可防止 PCB 掉落
使用 PCB散熱器的高效散熱可防止 PCB 掉落
在電子產品中，由于某些組件的功耗，您的 PCB 可能會變得很熱。每當組件達到超出組件安全工作范圍的極端溫度時，其使用壽命將大大縮短或組件可能會立即失效。發熱元件有缺陷意味著整個 PCBA 將需要報廢。在處理電路板中的熱量時需要考慮很多事情，首先要在原理圖捕獲期間確定設計中的功耗。如果您碰巧在高功率設備的安全范圍內運行，您可能需要在某些組件上安裝 PCB散熱器。最終，這可以節省您的組件、產品甚至操作員。
是什么導致PCB發熱并需要SMD散熱器？
由于電阻損耗，電能被轉換為熱能。所有元件，無論是簡單的無源元件還是復雜的邏輯電路，都會有一些電阻損耗。這里要考慮的是某些組件是否會達到不安全的工作溫度，以及這種熱量是否會影響附近的任何組件。此外，您可能想了解一些重要信息，例如這些組件上使用的任何焊點的可靠性、附近過孔的可靠性以及組件本身的可靠性。
首先，您需要通過查看功耗和數據表來確定哪些組件適合應用散熱器。因高功耗而面臨故障風險的一些主要組件包括：
電阻器或電阻器陣列，特別是用于電力輸送時
用于功率傳輸或功率調節的 MOSFET
線性穩壓器，因為它們旨在通過散熱來調節電壓
提供大量計算能力的大型數字 IC
機電元件（電機、開關等）
其中一些組件可能具有內置于組件中的一些散熱措施。例如，TO 封裝或 SOT 封裝中的 MOSFET 和線性穩壓器通常會有一個貼片散熱器（見下文）。該散熱器可以直接安裝并焊接到 PCB布局中的接地焊盤，從而為遠離組件的散熱提供直接路徑。
功率晶體管可能具有散熱片或散熱墊 ，為散熱提供路徑。
根據這些組件中處理的功率，您可能需要一個額外的 PCB散熱器，它可以直接安裝到組件上。連接這些組件的最佳方式是什么，您何時真正需要它們？
確定散熱需求
一旦確定了產生大量熱量的主要組件，您就可以使用數據表中的信息來估計溫升。要尋找的重要規格是熱阻。組件的熱阻定義了高于環境溫度的預期溫升。這與熱導率不同，但如果要計算熱阻，則需要知道熱導率。幸運的是，您不需要這樣做，您只需使用組件數據表中的熱阻數據即可。
可以使用數據表中提供的熱阻值和您在設計中期望的功耗來計算預期的溫升。例如，流行的LM7805 穩壓器有多種封裝選項，每一種都有不同的熱阻值。功率元件的結點與環境之間的典型熱阻值為 20 至 30 °C/W。但是，對于采用 TO-220 封裝的 LM7805，數據表將結到環境的熱阻列為 54 °C/W！這是一個巨大的散熱水平：在穩壓器的 3 W 功耗下（這肯定會在高輸入電壓下發生，即使電流很低），隨著穩壓器的溫度升高 162 °C，設計可能會失敗。
LM7805ACT 的熱阻為 65 °C/W。添加 PCB散熱器可能會幫助您降低這個數字。
有時，數據表只會列出絕對最大功耗。有時會出現這種情況，即組件具有一些保護措施來幫助防止故障。某些組件將包含熱關斷值，因此它們將專注于操作期間的絕對最高溫度。要記住的另一點是熱阻是一個系統級指標；如果在組件上添加 PCB散熱器，則從封裝到環境的熱阻可能在 10 °C/W 左右，比典型的結到環境熱阻值有了很大的改進。
安裝 PCB散熱器的最佳方法
當我們提到“PCB散熱器”時，我們不一定指的是焊接到 PCB表層的器件。這些設備可以直接安裝到組件封裝上，以提供遠離組件的高散熱。它們也可以安裝在 PCB的背面，或者它們可以用作將熱量散發到外殼中的橋梁。
確保您的散熱器可以拯救您的 PCB。
PCB散熱器可以機械安裝（使用夾子或螺釘），使用導熱膏（油脂等）或導熱墊。高功率組件可能有一個散熱片或散熱墊，您可以將它們焊接到 PCB 上的一個墊上（連接到 GND 網絡），而不是焊接到 PCB散熱器上。但是，如果需要，您仍然可以為這些組件之一添加 PCB散熱器；這在使用 MOSFET 陣列的供電部分很常見；單個大型散熱器可以焊接在多個組件上以散發更多熱量。
考慮到對更小的 PCB 的需求，即需要在更小的封裝中獲得更大的處理能力，熱量是更多的問題。在這些小板中，可能沒有空間放置風扇、大型散熱器或組件之間的間距以防止板周圍的熱擴散。當您將具有高散熱性的電路板放入封閉的外殼中時，主要發熱組件的溫度通常會升高到更高的值。當然，通風口將有助于排出任何氣流并有助于降低溫度，但這種方法僅與在 PCB 本身上實施的散熱技術一樣有效。對于無法容納風扇的超高功率設計，創造性的外殼設計將是熱管理的主要驅動力。
PCB散熱器是在高功率組件中正確散熱的好方法。由于 PCB散熱器有各種尺寸和形狀，您需要確保創建正確的封裝和機械模型，并且您擁有最好的 PCB設計軟件來使用它。