在PCB设备热耦合

任何散热解决方案的目标是确保器件的工作温度不超过由制造商规定的安全范围。在电子工业中，这个操作温度被称为该装置的“结温。”以一个处理器，例如，该术语字面上指的是电功率转换成热的半导体结。

为了维持操作中，热必须流出半导体中的这样的速率，以确保可接受的结温。此热流遇到阻力，因为它从连接移动整个器件封装，就像电子遭遇阻力通过布线时流过。在热力学方面，该电阻被称为导通电阻和由几部分组成。从结，热可以流向组件，其中，一个散热器可以位于的情况下。这被称为ΘJC，或结到外壳的耐热性。热还可以从组件的顶面并进入板流走。这就是所谓的结对板电阻，或ΘJB。

ΘJB被定义为结和电路板的功率除以温差当热路是结才登机。为了测量ΘJB，该装置的顶部是绝缘和冷板安装到电路板边缘(图1)。这是真正的耐热性，这是该装置的特性。唯一的问题是，在实际应用中一个不知道多大的权力正在从不同的传输路径。

环式冷板RΘJB的图像

ΨJB是当多个传热路径被使用，如侧面和组件的顶部以及所述板的温度差的度量。这些多条路径中固有的实际系统和测量必须谨慎使用。

由于一个组件内的多个热传递路径，一个单一的电阻不能用于精确地计算结温。从结点至环境热阻必须进一步细分为电阻网络，以提高结温预测的准确性。一个简化的电阻网络示于图2。

路口的图像到环境电阻网络

图2：结到环境电阻网络。1

按乔伊纳等al.1相关因素ΘJMA做电路板温度以前的工作(见公式1)。的ΘJMA是从结到外界的总热阻，当所有的热传递路径进行评估。在这种情况下，ΘCA由散热器的热阻，以及设备和沉之间的界面电阻来表示。

表1列出的JEDEC参数为一个典型BGA部件。这些都是用在下面例子的计算：

ΘJMA=结到流动空气的热阻ΘJB=结到电路板热阻ΘJC=结到外壳热阻ΘCA=外壳到环境的热阻TBA =板温度上升

方程1

(1)

表1：典型的热包装规格

作为电路板布局变得更致密，有必要设计出使用最少的空间可能优化热解。简单地说，有没有保证金，以便过度设计的散热片紧密的组件间距。占板耦合的效果是这种优化的一个重要部分。只存在，如果结到外壳的热传递路径被认为是可能使用一个超大的散热片。

为了确保在55°C的环境105°C的结温，典型的成分(见表1)需要2.05°C / W散热器电阻(如果我们忽略板传导)。当板传导是考虑到，实际的结点温度可以低至74℃，假设板温度是相同的空气温度。这表示一个散热片，比需要的大。

从这个例子中，很明显，从组件结所有的传热路径必须加以考虑。仅使用ΘJC和ΘCA值可以导致比最佳散热器较大而可能不准确地预测工作结温。使用所提出的相关性也可以预测结温当基板温度从实验已知的，如图3所示。

董事会温升对结温的效果图片

图3：在结温电路板温度升高的影响。

当有一个以上的组成，情况变得比与板上只是一个单一的部件要复杂得多。有通过PCB的组件和相邻卡之间组件之间传导耦合，以及辐射和对流耦合。一个简单的PCB与两个组件是如图4所示的两个组件的功耗被假定为P1和P2，并且假定我们可以忽略的辐射热传递。每个设备下的电路板温度TB1和Tb2的分别。我们还假设板上的两个组件之间的横向阻力θb1b2。

印刷电路板具有两个构成部件的概略

图4：有两个组成部分PCB的简单示意图。

PCB的电阻网络具有两个分量的图像

图5：在PCB与两种组分的简单的电阻网络。