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技術(shù)專題
何時需要PCB組裝導(dǎo)熱膏
在電路板上控制溫度或熱量流也很重要。對于制造和操作都是如此。無論您的電路板是否使用通孔組件和/或使用更緊湊，越來越實現(xiàn)的表面貼裝技術(shù)（SMT），焊接過程都取決于溫度變化和熱傳遞。
對于組件，最大的擔(dān)憂之一是消除熱量或散熱。盡管為此目的包括了散熱器，焊盤和過孔，但也經(jīng)常使用導(dǎo)熱膏。讓我們看看為什么和何時需要導(dǎo)熱膏以促進設(shè)計的熱傳遞。通過首先了解什么是導(dǎo)熱膏以及在PCB組裝過程中如何使用導(dǎo)熱膏，可以更輕松地回答此問題。
導(dǎo)熱膏最一般的定義是，它是一種化學(xué)結(jié)構(gòu)允許導(dǎo)熱的導(dǎo)熱膏。它的成分是液態(tài)聚合物，可以包括氨基甲酸酯，丙烯酸酯，硅酮和環(huán)氧樹脂。導(dǎo)熱膏最典型的功能是在兩個表面之間充當(dāng)填充劑，以提供牢固的界面并增加兩個表面之間的熱傳遞量。
有了這一主要功能，對于非金屬漿料，傳熱速率可能在大約3W /（m·K）到13W /（m·K）的范圍內(nèi)，這遠(yuǎn)低于385W /（m·K）。用于99％的純銅。但是，金屬漿料的導(dǎo)熱率可能高達70W /（m·K）。盡管這些看起來似乎并不令人印象深刻，但在PCB組裝過程中使用導(dǎo)熱膠時，導(dǎo)熱系數(shù)并不是唯一的考慮因素。
為什么在PCB組裝中使用導(dǎo)熱膏？
眾所周知，在電子設(shè)備操作期間，從趨于產(chǎn)生高溫的部件或零件中去除多余的熱量至關(guān)重要。對于這些組件，包括CPU，GPU，功率晶體管和其他高性能的基于半導(dǎo)體的設(shè)備，通常具有導(dǎo)熱系數(shù)大于200W /（m·K）的散熱器。
在操作過程中，電路板上最大的熱源是部件產(chǎn)生的熱量。在PCB組裝過程中采用了排熱技術(shù)。但是，組裝過程本身會將熱量引入電路板，這也應(yīng)作為設(shè)計考慮因素。存在兩個傳熱問題，即散熱和分布。
PCB組裝過程中的熱傳遞
?耗散
就像在操作過程中一樣，在組裝過程中，過多的熱量會在組件內(nèi)部和周圍積聚。
如果沒有有效地從板上散熱的方法，一旦部署，零件或PCB本身可能
會損壞或變?nèi)酰⑼{到組件的可靠性。
?分布
如果您的電路板包含通孔組件，則很可能會使用某種形式的波峰焊將它們固定到PCB上。對于表面貼裝技術(shù)，回流焊爐可在相當(dāng)長的間隔內(nèi)（某些情況下為數(shù)分鐘）提高板的溫度，這是焊接過程的一部分。為了實現(xiàn)最佳連接，焊料流動需要溫度恒定且熱量分布均勻
如上所示，組裝過程中的傳熱考慮因素包括確保電路板保持有效的外形，除了有效去除外，還有助于PCB焊接過程。
為了最有效，導(dǎo)熱膏應(yīng)填充在施加導(dǎo)熱膏的兩個表面之間的所有間隙中。另外，希望糊劑不導(dǎo)電離開部件。另一個重要的考慮因素是使用壽命。對于導(dǎo)熱膏，典型范圍為3-5年，這意味著對于許多組件而言，可能需要更換。如果確定在設(shè)計中應(yīng)使用導(dǎo)熱膠，則必須考慮所有這些因素。
設(shè)計的制造需要導(dǎo)熱膏嗎？
現(xiàn)在我們知道了為什么以及如何將導(dǎo)熱膏用于PCBA，下一個決定就是您的設(shè)計何時需要導(dǎo)熱膏。為了幫助您確定，提供了以下清單。
如何確定您的設(shè)計是否需要導(dǎo)熱膏
board您的主板上是否包含處理器（即CPU，GPU，MPU）？
board您的電路板是否包括其他功率組件（例如功率放大器）？
board您的電路板是否包括電源？
PCB您的PCB布局是否密集？
thermal您的熱量分布圖是否顯示出任何高溫集中區(qū)域的熱點？
如果您可以檢查上面列出的任何項目，則您的電路板可能會受益于導(dǎo)熱膏的使用，以輔助您的其他傳熱設(shè)備；例如散熱器，散熱墊和過孔。進行此確定的最佳方法是將熱分析納入電路板設(shè)計中