单板PCBA的热设计规范是确保电子设备在规定的温度范围内正常工作的重要环节。以下是一些经典且重要的热设计规范:
元器件布局:
发热器件应尽可能分散布置,以使单板表面的热耗均匀,从而有利于散热。
高热器件应放置在出风口或利于对流的位置,以利于散热。
不要使热敏感器件或功耗大的器件彼此靠近放置,以避免热敏感器件受到高温影响。
散热措施:
在PCB设计中,可以通过打过孔、在单板表面铺铜皮等措施来强化散热。
散热器(Heatsinks)设计应考虑材料和增加表面积以便更好地散发热量。
对于高功率耗散设备,建议使用风扇或散热器,并根据需要进行调整以平衡尺寸和空间限制以及噪音问题。
板厚和铜箔面积:
随着板厚的增加,热阻会降低,横向热传导优于纵向热传导,因此增加板厚可以改善散热性能。
在有限的面积下设计电路板时,应适当增大元件底部的散热铜箔面积,以尽量降低发热元器件的温度。
温度检测和控制:
温度检测装置应置于高温位置,以便实时监控和控制温度。
通过仿真反馈PCB性能信息给设计团队,可以提高温度预测精度,并优化热设计。
气流和散热路径:
在PCB布局中,应考虑气流分布,将高热器件放置在气流主流处以获得最佳热性能。
避免在连接地(热)通孔到地平面的情况下使用热开孔图案,以减少热阻。
特殊考虑:
对于自身温升高于30℃的热源,在风冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2.5mm;在自然冷条件下,要求大于或等于5mm。
在SMT贴片加工的焊接过程中,需要控制好温度差,避免焊接不良的情况。
通过遵循上述规范,可以有效地控制PCBA的温度,提高产品的可靠性和稳定性,延长其使用寿命,并降低故障率。
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