雖然 PCB 的概念在其設(shè)計(jì)中具有某些長(zhǎng)期保持不變的基本原理，但影響 PCB 的技術(shù)在過(guò)去幾十年中發(fā)生了迅速變化。保持不變的一個(gè)問(wèn)題是 PCB 溫度問(wèn)題。

PCB 的物理形狀由走線、孔、層、通孔和阻焊層組成 。這些事情中的每一個(gè)都會(huì)受到 PCB 溫度的影響。

如果 PCB 溫度線性上升，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的滾雪球效應(yīng)。如果未選中，這將對(duì)PCB 的性能產(chǎn)生負(fù)面影響 。

本文將概述高溫板的設(shè)計(jì)以及如何對(duì)溫度進(jìn)行微管理。

一、PCB溫度高的原因

微觀管理任何事物的第一步是檢測(cè)所需微觀管理的來(lái)源。PCB溫度也不例外，由于PCB是利用熱量來(lái)工作的，首先要確定PCB溫度高的原因。

高 PCB 溫度會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題。當(dāng)整個(gè) PCB 上的電流過(guò)大時(shí)，溫度會(huì)升高。

這種異常有三個(gè)明顯的跡象。

元件耗散

這是 PCB 中溫度上升過(guò)高的第一個(gè)跡象。這里要記住的一件事是，組件產(chǎn)生的熱量與流經(jīng)該組件的負(fù)載電流成正比。

在這種特殊情況下，當(dāng) PCB 的一個(gè)組件沒(méi)有產(chǎn)生通常產(chǎn)生的那種功率時(shí)，就會(huì)發(fā)生組件耗散。它會(huì)導(dǎo)致其他組件產(chǎn)生比平時(shí)更多的功率，以試圖平衡耗散組件。

例如，如果流經(jīng)電阻器的電流不一致，電容器和其他主要電路板組件將攜帶比平時(shí)更大的電荷來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。

通孔 

為組件供電的最常見(jiàn)的東西之一是散熱器。散熱器組件也稱(chēng)為通孔組件。

這些組件通過(guò)散發(fā)空氣中的熱量來(lái)產(chǎn)生熱量。散熱器使這成為可能，您可以在此處微觀管理 PCB 溫度的一種方法是查看散熱器是否正確焊接。

如果 PCB 上的另一個(gè)組件干擾通孔或散熱器，這將導(dǎo)致其他組件超時(shí)工作以產(chǎn)生不必要的熱量。

貼片元件

SMD 代表“表面貼裝設(shè)備”。它就像通孔組件一樣連接到 PCB，并允許電流在通孔和散熱器組件之間更順暢地流動(dòng)。

就保持 PCB 溫度而言，人們可能遇到的最常見(jiàn)問(wèn)題之一與 PCB 上通孔元件相對(duì)于 SMD 元件的位置有關(guān)。 

如果它們距離太遠(yuǎn)，電力往返這些組件可能需要很長(zhǎng)時(shí)間。這可能導(dǎo)致組件保持冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而導(dǎo)致其他組件過(guò)熱。如果它們彼此靠得太近，溫度會(huì)異常高。

許多此類(lèi)信息來(lái)自潤(rùn)澤五洲PCB，該組織專(zhuān)門(mén)探索微觀管理 PCB 溫度的新方法。
 

2. PCB 溫度傳遞通道

關(guān)于溫度的一個(gè)共同點(diǎn)是它們永遠(yuǎn)不會(huì)是靜態(tài)的。溫度通常永遠(yuǎn)不會(huì)保持不變。它意識(shí)到這一點(diǎn)，以及PCB溫度傳輸?shù)亩鄠€(gè)通道。

溫度會(huì)以多種方式受到影響，您可以對(duì) PCB 中的一般溫度以及 PCB 組件進(jìn)行微觀管理的方法之一是不僅要了解這些通道，還要了解 PCB 的哪些組件使用哪個(gè)通道。

輻射

當(dāng)人們提到電磁波形式的熱能時(shí)，他們指的是輻射。輻射熱量通常是被動(dòng)產(chǎn)生的，這意味著您不能通過(guò)輻射直接降低或升高溫度。

輻射熱對(duì) PCB 溫度的影響幾乎可以忽略不計(jì)。

同時(shí)，它也是你最應(yīng)該擔(dān)心的渠道。這是因?yàn)?PCB 溫度也受熱能的影響。

說(shuō)到溫度，沒(méi)有什么是真正可以忽略的。想一想如果飛機(jī)只偏離航線 1 度會(huì)發(fā)生什么。如果發(fā)生這種情況，無(wú)論距離有多短，它都會(huì)降落在與計(jì)劃不同的位置。

PCB 溫度的運(yùn)行方式相同。如果 PCB 需要在 30 攝氏度的溫度下才能最佳運(yùn)行，但長(zhǎng)時(shí)間保持在 32 攝氏度，結(jié)果將不會(huì)令人滿(mǎn)意。

雖然無(wú)法直接對(duì)散熱進(jìn)行微觀管理，但可以間接對(duì)散熱進(jìn)行微觀管理。在構(gòu)建和制造 PCB 時(shí)處于溫度一致的環(huán)境中是實(shí)現(xiàn)此目的的一種方法。

對(duì)流

當(dāng)熱量傳遞給流體或空氣時(shí)，就會(huì)發(fā)生對(duì)流。與輻射不同，對(duì)流是完全直接的，對(duì)整個(gè) PCB 溫度有非常強(qiáng)烈的影響。

對(duì)流最流行的例子是烹飪食物時(shí)。畢竟，幾乎所有的烤箱都是對(duì)流烤箱。來(lái)自烤箱的熱量被傳遞到空氣中，這就是它加熱東西的原因。

“烹飪”也發(fā)生在 PCB 材料方面，就像在廚房準(zhǔn)備食物時(shí)了解溫度很重要一樣，在加熱 PCB材料時(shí)了解溫度也很重要。

傳導(dǎo)

溫度傳遞通道最直接的形式是傳導(dǎo)。在傳導(dǎo)中，熱量在熱源和散熱器之間傳遞。

最有力的例子是當(dāng)閃電擊中金屬或液體時(shí)。在這些示例中，熱源是閃電，而散熱器是流體材料或金屬材料。

它知道您的 PCB 的哪些組件用作熱源以及 PCB 的哪些組件用作散熱器，這是確定何時(shí)確定哪些組件可以承受什么樣的電流是一個(gè)好主意的好方法。
 

3. PCB 溫度耐受性

PCB 制造商也面臨 PCB 中元件過(guò)熱的問(wèn)題，因?yàn)樗麄兏緵](méi)有花時(shí)間了解材料可以承受什么樣的溫度。

知道這一點(diǎn)并列出清單是每個(gè)制造商都應(yīng)該做的事情。手頭有一份清單，顯示每種材料的熱度非常有用，而且在許多情況下是必要的。

例如，PCB 的面板包含一種稱(chēng)為 FR-4 的材料，可以承受高達(dá) 90 至 110 攝氏度的溫度。因此，在準(zhǔn)備帶有 FR-4 材料的 PCB 時(shí)，您應(yīng)該注意可能超過(guò) 110 攝氏度的任何涉及該材料的電流。 

了解您計(jì)劃制造的 PCB 面板的溫度類(lèi)型是對(duì) PCB 溫度進(jìn)行微觀管理的最重要方面之一，但也是最容易被忽視的方面之一。
 

4. 如何測(cè)量 PCB 溫度

了解您的 PCB面板材料可以承受什么樣的溫度非常重要。了解 PCB 組件之間的熱量如何傳遞也非常重要。

了解這些內(nèi)容將幫助您對(duì)整體 PCB溫度進(jìn)行微觀管理。另一件值得了解的事情是如何測(cè)量 PCB溫度。

在這種情況下，測(cè)量并不意味著檢查顯示的環(huán)境溫度。

相反，它指的是測(cè)量溫度如何升高和降低。了解這些過(guò)程是測(cè)量整體 PCB 溫度的最準(zhǔn)確方法之一。

在以這種方式測(cè)量 PCB溫度之前，您需要確定一些事項(xiàng)。這些是主要的熱源和溫度傳感器。它是大部分熱量的產(chǎn)生方式以及大部分電流發(fā)生的地方。

接下來(lái)要做的是找到熱源的GND引腳。它通常連接到熱源的基板。

這樣做之后，您可以通過(guò)做這三件事來(lái)測(cè)量PCB溫度：

在溫度傳感器和熱源之間使用公共接地層。

您將所有溫度傳感器的 GND 引腳連接到熱源的接地層。

您將溫度傳感器和熱源在 PCB 上保持合理靠近。

這樣做將使您能夠準(zhǔn)確、一致地跟蹤 PCB 的全局溫度以及主要熱源。
 

5、PCB溫度過(guò)高導(dǎo)致的結(jié)果

知道如何準(zhǔn)確、充分地測(cè)量 PCB 溫度是一回事。但是當(dāng) PCB 的組件和材料變得太熱時(shí)會(huì)發(fā)生什么？

過(guò)高的溫度會(huì)破壞層的完整性。

當(dāng)某物變得異常熱或冷時(shí)會(huì)發(fā)生什么？它們分別膨脹和收縮。

PCB 也不例外。PCB 的各層對(duì)溫度很敏感。如果它們沒(méi)有進(jìn)行微管理，過(guò)高的溫度會(huì)使任何 PCB 層的長(zhǎng)度、寬度和厚度發(fā)生變形。

回到第 2 章中的對(duì)流示例，這類(lèi)似于將食物在微波爐中放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致里面的食物爆炸。

如果PCB層過(guò)熱，也會(huì)發(fā)生類(lèi)似的情況。

熱能會(huì)使大多數(shù)物質(zhì)膨脹，從而改變它們。

物質(zhì)在加熱過(guò)多時(shí)會(huì)膨脹，以某種方式改變它們的形狀。

電路材料也不例外。高溫可以并且將會(huì)改變這些電路材料中過(guò)渡線的形狀。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，它會(huì)改變電路材料本身的尺寸。

它將導(dǎo)致電路材料的直接損耗、失真和頻移。

材料以不同的速度膨脹。

PCB 中的材料不僅會(huì)在高溫下膨脹，而且還會(huì)以不同的速度膨脹。

PCB的表面由介電層或?qū)щ?/span>金屬層組成。這些層以不同的速度擴(kuò)展到不同的限制。這些差異不僅僅與電介質(zhì)和導(dǎo)電性分開(kāi)。沒(méi)有電介質(zhì)或?qū)щ妼邮瞧降鹊摹?/span>

PCB 制造商最常犯的錯(cuò)誤之一就是混淆了這兩層。確?；〞r(shí)間了解您正在使用的圖層。

電路板焊接需要不同的溫度。 

對(duì)于任何希望生產(chǎn)、測(cè)試和制造 PCB 的人來(lái)說(shuō)，焊接和錫焊是一項(xiàng)必備技能。

PCB 制造公司的任何人都需要知道焊接和焊接時(shí)的工作溫度，即使他們沒(méi)有直接參與任何材料的焊接和焊接。

6. 選擇正確的 PCB 材料

另一種微觀管理和正確設(shè)置 PCB 溫度的方法是為板選擇合適的材料。選擇錯(cuò)誤的材料將使微觀管理這些溫度變得更加困難。

PCB板最常見(jiàn)的材料稱(chēng)為FR-4。任何剛開(kāi)始使用潤(rùn)澤五洲PCB 的人。我們將為您提供一站式服務(wù)和高品質(zhì)的產(chǎn)品。您可以向我們發(fā)送您需要制作的文件并立即獲得報(bào)價(jià)！我們還在等什么？我們有十年的PCB制造設(shè)備，冷卻風(fēng)扇的目的是讓熱空氣流出設(shè)備，同時(shí)讓冷空氣進(jìn)入。

較厚的板需要更多的功率才能達(dá)到高溫。

板厚是制造商在處理 PCB 溫度時(shí)面臨的較為混亂的問(wèn)題之一。 

雖然較厚的板確實(shí)需要更多的能量才能達(dá)到更高的溫度，但板越寬，它的抵抗力就越小。它可以降低溫度。這種異常允許另一種控制 PCB 溫度的方法。

熱管集成注意事項(xiàng)

任何給定管道的主要用途是什么？它是組織任何給定物質(zhì)的流動(dòng)。

在微觀管理 PCB 溫度方面也是如此，因?yàn)?PCB 生產(chǎn)中涉及的液體會(huì)吸收熱量、蒸發(fā)，然后凝結(jié)回液體。

這種過(guò)程允許您繼續(xù)使用您需要使用的任何材料和組件，同時(shí)自動(dòng)對(duì)所涉及的溫度進(jìn)行微觀管理。
 

結(jié)論和總結(jié)

如果您對(duì)細(xì)節(jié)有敏銳的洞察力并且了解情況，那么了解有關(guān) PCB 溫度的原因和解決方案就不難了。其他信息也可以在 潤(rùn)澤五洲PCB 的文章檔案中找到。

在微觀管理 PCB 溫度方面有很多東西需要學(xué)習(xí)，而做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵是要有耐心和一致。掌握管理 PCB 溫度的藝術(shù)需要時(shí)間，而此類(lèi)指南旨在節(jié)省大量時(shí)間。

潤(rùn)澤五洲PCB一直專(zhuān)注于正確的PCBA服務(wù)商。值得慶幸的是，一段時(shí)間以來(lái)，各種PCB制造領(lǐng)域都有。我們不僅致力于為其他 PCB 制造商提供信息，而且還為兩者提供最好的材料、組件和服務(wù)。