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热考虑印刷电路板设计师

被用于容易降温。现代呼吁一个更加全面的方法来保持在谈到我们的灯PCB布局。早期的电子看到通孔组件轴承一个晶体管,坐远高于董事会更像一个水塔命令田园农村环境的天际线。

设备可以自由地吹掉尽可能多的蒸汽需要我们叫不灼热的东西FR4。有趣的事实:你知道的FR FR4代表“阻燃”,4是迭代的数量,导致树脂/玻璃组合,也证明了我们的工业历史上的这一天?材料是由耐高温的能力而不分解。

图1所示。图片来源:节奏——热模拟迭代可以节省节省时间和钱从长远来看。

FR4的最重要的一个特点是玻璃化转变温度或t下标g材料只是融化下来的失败。以摄氏和工作数量是140到170度之间。这将不会满足极端环境和努力工作的芯片。可能有异常但你名义上看异国情调的介电材料,主要是为了满足数据中心和广播场景。古老的陶瓷艺术参与能耐高温设备和PCB层压制品。

当真正重要的可靠性,是一种PC板目的就在于此。

像图中,额外的可靠程度也是一个军事工业的基石。一个设计师可以旋转一个IPC类3板即使没有涉及国防合同。采取同样的方式,您可以设计更健壮的性能没有购买的所有额外的行李有3班。换句话说,您可以使用可靠性高几何但是跳过一些试样的降额要求和/或组件。你也不限于ITAR的工厂商店,除非你真的是mil-spec程序。

有立法正在美国地址的数量的下降在岸PCB供应商。热:只需要立法强调现有的缺口。在人类发展指数投资制造主要是按你有多少的问题。制造的大部分时间都花在纹理的热量和压力循环。然后你必须考虑当地的供应链。你能采购和流程的薄电介质微孔所需的生态系统?

在全球范围内,供应商的数量似乎扩张而不是收缩。它不仅在深圳了,仍然是全球制造的关系。与不同的离岸或近岸,家庭手工业,阴影与当地仿冒材料的主要球员。最终结果是,实际的材料取决于你的董事会捏造。你必须连接你与终端市场的供应链在关税。

我们得到了很多热的工作,但主要是时间表。与此同时,印刷电路板花其使用寿命产生一些热量。旅程从死到外面的世界被视为一系列的热通路。设备的输出接脚将热能的来源。这个温度上升(环境)在这第一个节点称为晶体管结温或简单的结临时Tj进一步缩短。

温度是衡量下一部分的退路。原始的能源工作从模具通过针的衬底以及设备帽。在表面安装包,大部分的热量带进董事会通过针而不是通过设备的盖子。无论哪种方式,最终的散热器产品的外面的世界。

出于这个原因,PCB在疏散多余的能量起着关键作用,尤其是当热路径向下流动几乎全部的包。这是另一个领域可以应用80/20规则。一个常见的例子是中间的方形垫QFN / QFP包。将红色区域的热图像。

减少温度变化会使产品服务。根据设计热app-notes从德州仪器,“…每10°C温度上升降低了平均寿命的50%”。可怜的热能管理最终将与设备没有定期。足够的报道热路径将产生一些工作,但在某些情况下被扼杀了。根据我们所做的,可能我们能期待的最好的。规模、成本、操作环境和产品的特定角色将在预期因素的结果。

图2。图片来源:半导体-传导和对流两种热通路。在外层空间,可以替代辐射对流。

权力PCB,然后变得有趣

热生成正比于所做的工作。它并不总是导致最大的舰队最大的芯片温度上升,但这是一个很好的起点。最饥饿的设备供电的我觉得是出类拔萃;系统芯片的缩写。巨大的SOC的电力需求分为不同的电压域由过滤器进一步细分为权力树解决所有的个人预期的系统功能。满足所有的载流需求收集的权力源是一个重要的起点。狭窄的瓶颈将创建热点。

板上集成,问题是一样的,只是分布在不同的功能的设备而不是驻留在一个中央系统。微控制器、传感器、无线电和所有的配件,产品分布在董事会的支持。你通常可以找到一种方法来满足分裂电压以一层加上顶部和底部扇出/解除充血配电网络。还有其他时候功率密度要求相同形状的多个层的负载。

图3。图片来源:作者——当一组8多氯联苯16连接到每一个激光器,激光雷达传感器内部的温度必然会上升。

总有诱惑保险设计弹性的电网。一点多余的铜是好的但有时大表面积的权力实际上是一个障碍。绕回收音机上面所提到的,通常的情况最少的铜工作的终极方法。

射频的目的,电源平面被跟踪,没有比它更厚。你最终得到的所谓star-routing,电力运行跟踪拍摄了狭窄的马刺,因为它经过电压解耦前盖销。极简主义权力占用减少了噪声地板是值得的。这不过是许多怪癖的移动系统之一。

有权力是好的,接地是更好

当然,地面网络中重要的一块拼图,我们考虑热的选择。芯片的应用笔记会鼓励大量的地面洪水涌附近的设备。这看起来几乎讽刺给定组件的数量,也要正确的面对处理器。折叠成的间距要求的市场需求并试图走钢索。董事会花费金钱,得到更多的人的小组,如果个人董事会更小。移动应用程序引用更多的空间为电池通常的理由萎缩。压力大的时候。

如果你的信封没有萎缩,增加可靠性的一个众所周知的方法是使用大焊点几何。这有两个作用,一个是额外的脚趾菲作为每个销的散热器。敲效果额外的衬垫面积将每个组件,进一步从另一个。单机一些建立热能消散。

调整足迹库类2类3可能不是可行的每一个部分,但它只需要改变一些常见的部分。较大的空气间隙是一个值得追求的目标因为这就是允许我们指定厚铜。工厂商店与铜的能力产生不同板厚比盎司(35微米)这是明智的检查与经批准的供应商,看看规则适用。当谈到人类发展指数层叠,名义铜通常是半盎司,18个微米左右。请继续阅读方法使用当你绑定到薄铜层。

令人窒息的局部热负荷与散热片

被动冷却的形式也可以应用在本地一个铜币。想象一个热垫下四flatpack风格组件。垫是通过刺穿,降落在一个铜带的对面。下面附上合金弹头热垫增加耗散因子。注意,您想要插入的通过阻焊层,这样在回流焊不会漏出。在紧缩的附件,可能没有房间热蛞蝓的通过可能充满导电胶。

母线和加强剂可以作为热撒布机。与铜硬币,这些不一定是焊接,但在地方举行与硬件而热复合填充板和加劲肋之间的差距。

也是一个受欢迎的散热器铝材料因为它很擅长热转移和比铜轻。它可以为您的应用程序被挤压成特定的几何图形。会回到我组装的时候电信硬件,我们有一个组件,一个5晶体管过热。它必须从董事会但不是从系统中删除。

图4。图片来源:Aavid Boyd -一个晶体管散热片山可以隔离和消散,拯救其他组件的影响。

翅片散热片的解决方案是,适当的洞的晶体管安装在上面的散热片被董事会四对峙。三个18日规链电线连接晶体管炮塔终端PCB。这是我们的问题设备的结束。它贵得多,但是减少现场服务调用超过弥补了它。

这些天有更多的技术,提出追求更高的性能。我终于取代了我的老酒吧与一个新的MacBook声称某种循环液体冷却,有点像什么是用于传统气体驱动的汽车。我们有静态的解决方案使用铝/碳化硅等材料,石墨烯,铍铜合金,甚至碳纳米管。

控制热量将延长生命和保持系统的性能。固体板设计将有助于长寿,会增加价值的产品给最终用户。部分年龄,而灰尘积累。这些和其他因素挑战PCB的弹性。使用尽可能多的铜蚀刻金属电路根据需要定义。留下更多的金属是腿上的可靠性,同时采取更少的能源生产。保持冷静,我的朋友。

关于作者

小约翰·Burkhert职业PCB设计经验在军事、电信、消费者硬件和最近,汽车工业。最初,射频专家——现在不得不抛一点然后填补高速数字设计的必要性。约翰喜欢打低音和赛车自行车当他不写或执行PCB布局。你可以找到约翰在LinkedIn。

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