PCB 熱設計技巧變得炙手可熱

PCB under Thermal Imager

由於最近價格實惠的電路板生產服務的興起,許多閱讀 Hackaday 的人現在才剛剛學習 PCB 設計的藝術。對於那些仍在製作相當於 FR4 的“Hello World”的人,所有的痕跡都到達了它們應該在的地方,這就足夠了。但最終,您的設計將變得更加雄心勃勃,隨著這種增加的複雜性自然會帶來新的設計考慮。例如,如何防止 PCB 在大電流應用中自行燒毀?

這正是 Mike Jouppi 在上週主持 Hack Chat 時想要幫助回答的問題。這是他非常重視的一個話題,以至於他創辦了一家名為 Thermal Management LLC 的公司,致力於幫助工程師進行 PCB 熱設計。他還主持了 IPC-2152 的開發,這是一個根據電路板需要承載的電流量適當調整電路板走線尺寸的標準。這不是解決這個問題的第一個標準,但它肯定是最現代和最全面的。

對於許多設計師來說,在某些情況下,他們通常會參考可追溯到 1950 年代的數據,只是出於謹慎增加他們的踪跡。通常這是基於 Mike 說他的研究發現不准確的概念,例如假設 PCB 的內部走線往往比外部走線更熱。新標準旨在幫助設計師避免這些潛在的陷阱,儘管他指出它仍然是對現實世界的不完美模擬;需要考慮安裝配置等附加數據,以更好地了解電路板的熱特性。

即使是這樣一個複雜的主題,也有一些廣泛適用的技巧需要牢記。與銅相比,基板的熱性能總是很差,因此使用內部銅平面可以幫助通過電路板傳導熱量,Mike 說。在處理產生大量熱量的 SMD 部件時,可以使用大型鍍銅過孔來創建平行的熱路徑。

聊天快結束時,Thomas Shaddack 有了一個有趣的想法:既然走線的電阻會隨著溫度的升高而增加,那麼這是否可以用來確定原本難以測量的內部 PCB 走線的溫度?Mike 說這個概念是合理的,但是如果你想獲得準確的讀數,你需要知道你正在校準的跡線的標稱電阻。今後要牢記一些事情,尤其是如果您沒有可以窺視 PCB 內層的熱像儀。

雖然黑客聊天通常是非正式的,但這次我們注意到了一些非常尖銳的問題。有些人有非常具體的問題,需要一些幫助。在公共聊天中解決複雜問題的所有細微差別可能很困難,因此在某些情況下,我們知道 Mike 直接與與會者聯繫,以便他可以與他們一對一地討論問題。

雖然我們不能總是保證您會獲得這種個性化的服務,但我們認為這證明了參與 Hack Chat 的人可以獲得獨特的交流機會,並感謝 Mike 加倍努力以確保每個人都回答最好他能解決問題。

Hack Chat 是每週一次的在線聊天會議,由來自硬件黑客領域各個角落的領先專家主持。這是與黑客聯繫的一種有趣且非正式的方式,但如果您無法做到,這些發佈到 Hackaday.io 的概述帖子和成績單可確保您不會錯過。

所以 1950 年代的物理學仍然適用,但如果你使用很多層,並在其間注入大量銅,內層可能不會更絕緣。


發佈時間:Apr-22-2022