PCB传热
印刷电路板 (PCB) 在运行时会产生热量。为了防止热损坏,您需要正确的热流技术来确保这种能量消散。
传热基础
在基本层面上,关于传热的讨论包括两个主题:温度和热流。温度代表可用热能的水平,而热流代表热能从一个地方移动到另一个地方。
从微观上看,热能与分子的动能直接相关。材料的温度越高,其分子的热搅动越大。动能大的地方会传给动能小的地方,这是正常的。
有一些材料特性可以有效调节不同温度下两个区域之间传递的热量。这些包括热导率、材料密度、流体速度和流体粘度。总之,这些特性使得解决许多传热问题变得相当复杂。
传热机制
传热机制可分为三大类:
传导。具有更多分子动能的区域会将其热能发送到具有较少分子能的区域。这是通过分子的直接碰撞发生的,称为传导。在金属中,从一个区域传输到另一个区域的一些能量也由导带电子携带。
对流。当电子设备产生热量时,热量会通过传导传递到某个区域
然后将其转移到流体中。该过程是对流的,流体可以以气体的形式出现,例如空气或常规水。
辐射。所有材料都会释放出由温度决定的热能。当温度均匀时,物体之间的辐射通量处于平衡状态,不存在热能交换。当温度变化时,这种平衡会发生变化,并且热能从温度较高的地区转移到温度较低的地区。
用于传热的 PCB 设计技术
当谈到 PCB 的热管理时,您可以使用一些技术。您的选择包括:
- 散热器。 该技术使用具有高导电性的大金属片。这些部件附着在产生热量的部件上,并将更多的表面积暴露在空气中。这种设置降低了热阻,并且使用冷却风扇可以进一步增强热流。
- 铜浇注。 当您用金属填充未使用的区域并将金属接地时,PCB 中的任何组件都将轻松接地。
- 散热孔。 热通孔通常与覆铜一起使用,可创建通向铜和 PCB 组件的通路。
- 填铜过孔。 可以用铜填充过孔以改善热传递。
- 高导热材料。 铝等材料;陶瓷;和铜芯用于提高 PCB 的导热性。
当您鼓励 PCB 中的稳定热流时,您可以获得高效的电气性能和较长的使用寿命。
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