何时需要PCB组装导热膏

2020-09-19

在電(diàn)路板上控制温度或热量流也很(hěn)重要。对于制造和操作都是如此。无论您的電(diàn)路板是否使用(yòng)通孔组件和/或使用(yòng)更紧凑，越来越实现的表面贴装技术（SMT），焊接过程都取决于温度变化和热传递。 

对于组件，最大的担忧之一是消除热量或散热。尽管為(wèi)此目的包括了散热器，焊盘和过孔，但也经常使用(yòng)导热膏。让我们看看為(wèi)什么和何时需要导热膏以促进设计的热传递。通过首先了解什么是导热膏以及在PCB组装过程中如何使用(yòng)导热膏，可(kě)以更轻松地回答(dá)此问题。

导热膏最一般的定义是，它是一种化學(xué)结构允许导热的导热膏。它的成分(fēn)是液态聚合物(wù)，可(kě)以包括氨基甲酸酯，丙烯酸酯，硅酮和环氧树脂。导热膏最典型的功能(néng)是在两个表面之间充当填充剂，以提供牢固的界面并增加两个表面之间的热传递量。 

有(yǒu)了这一主要功能(néng)，对于非金属浆料，传热速率可(kě)能(néng)在大约3W /（m·K）到13W /（m·K）的范围内，这遠(yuǎn)低于385W /（m·K）。用(yòng)于99％的纯铜。但是，金属浆料的导热率可(kě)能(néng)高达70W /（m·K）。尽管这些看起来似乎并不令人印象深刻，但在PCB组装过程中使用(yòng)导热胶时，导热系数并不是唯一的考虑因素。  

為(wèi)什么在PCB组装中使用(yòng)导热膏？

众所周知，在電(diàn)子设备操作期间，从趋于产生高温的部件或零件中去除多(duō)余的热量至关重要。对于这些组件，包括CPU，GPU，功率晶體(tǐ)管和其他(tā)高性能(néng)的基于半导體(tǐ)的设备，通常具有(yǒu)导热系数大于200W /（m·K）的散热器。 

在操作过程中，電(diàn)路板上最大的热源是部件产生的热量。在PCB组装过程中采用(yòng)了排热技术。但是，组装过程本身会将热量引入電(diàn)路板，这也应作為(wèi)设计考虑因素。存在两个传热问题，即散热和分(fēn)布。

PCB组装过程中的热传递

➢耗散

就像在操作过程中一样，在组装过程中，过多(duō)的热量会在组件内部和周围积聚。
如果没有(yǒu)有(yǒu)效地从板上散热的方法，一旦部署，零件或PCB本身可(kě)能(néng)
会损坏或变弱，并威胁到组件的可(kě)靠性。

➢分(fēn)布

如果您的電(diàn)路板包含通孔组件，则很(hěn)可(kě)能(néng)会使用(yòng)某种形式的波峰焊将它们固定到PCB上。对于表面贴装技术，回流焊炉可(kě)在相当長(cháng)的间隔内（某些情况下為(wèi)数分(fēn)钟）提高板的温度，这是焊接过程的一部分(fēn)。為(wèi)了实现最佳连接，焊料流动需要温度恒定且热量分(fēn)布均匀

如上所示，组装过程中的传热考虑因素包括确保電(diàn)路板保持有(yǒu)效的外形，除了有(yǒu)效去除外，还有(yǒu)助于PCB焊接过程。  

為(wèi)了最有(yǒu)效，导热膏应填充在施加导热膏的两个表面之间的所有(yǒu)间隙中。另外，希望糊剂不导電(diàn)离开部件。另一个重要的考虑因素是使用(yòng)寿命。对于导热膏，典型范围為(wèi)3-5年，这意味着对于许多(duō)组件而言，可(kě)能(néng)需要更换。如果确定在设计中应使用(yòng)导热胶，则必须考虑所有(yǒu)这些因素。  

设计的制造需要导热膏吗？

现在我们知道了為(wèi)什么以及如何将导热膏用(yòng)于PCBA，下一个决定就是您的设计何时需要导热膏。為(wèi)了帮助您确定，提供了以下清单。

如何确定您的设计是否需要导热膏

board您的主板上是否包含处理(lǐ)器（即CPU，GPU，MPU）？

board您的電(diàn)路板是否包括其他(tā)功率组件（例如功率放大器）？

board您的電(diàn)路板是否包括電(diàn)源？

PCB您的PCB布局是否密集？ 

thermal您的热量分(fēn)布图是否显示出任何高温集中區(qū)域的热点？

如果您可(kě)以检查上面列出的任何项目，则您的電(diàn)路板可(kě)能(néng)会受益于导热膏的使用(yòng)，以辅助您的其他(tā)传热设备；例如散热器，散热垫和过孔。进行此确定的最佳方法是将热分(fēn)析纳入電(diàn)路板设计中