PCBサーマルデザインハックは熱くて重い

PCB under Thermal Imager

最近の手頃な回路基板製造サービスの台頭のおかげで、Hackadayを読んでいる多くの人々はちょうど今PCB設計の技術を学んでいます。FR4に相当する「HelloWorld」をまだ作成している方は、すべてのトレースが想定どおりの場所に到達しているので、それで十分です。しかし、最終的には、設計はより野心的になり、この複雑さが増すと、当然、新しい設計上の考慮事項が発生します。たとえば、大電流アプリケーションでPCBが焼損するのを防ぐ方法はありますか?

それはまさに、マイク・ジュッピが先週ハックチャットを主催したときに答えたいと思った質問です。それは彼が非常に真剣に受け止めているトピックであるため、彼はPCBの熱設計でエンジニアを支援することに専念するThermalManagementLLCと呼ばれる会社を立ち上げました。彼はまた、基板が運ぶ必要のある電流の量に基づいて回路基板のトレースを適切にサイジングするための標準であるIPC-2152の開発の議長を務めました。これはこの問題に対処する最初の標準ではありませんが、確かに最も近代的で包括的なものです。

多くの設計者にとって、1950年代にさかのぼるデータを参照するのが一般的であり、場合によっては、トレースを増やすための慎重さからです。多くの場合、これは、PCBの内部トレースが外部トレースよりも高温になる傾向があると仮定するなど、マイクが彼の研究で不正確であることがわかったという概念に基づいています。新しい標準は、設計者がこれらの潜在的な落とし穴を回避できるように設計されていますが、それはまだ現実世界の不完全なシミュレーションであると彼は指摘しています。ボードの熱特性をよりよく理解するには、取り付け構成などの追加データを考慮する必要があります。

このような複雑なテーマであっても、覚えておくべき広く適用できるヒントがいくつかあります。基板は常に銅に比べて熱性能が低いため、内部の銅面を使用すると、ボード全体に熱を伝導するのに役立ちます。大量の熱を発生するSMD部品を扱う場合は、大きな銅メッキのビアを使用して平行な熱経路を作成できます。

チャットの終わりに向かって、Thomas Shaddackは興味深い考えを持っていました。トレースの抵抗は温度とともに増加するため、これを使用して、他の方法では測定が難しい内部PCBトレースの温度を決定できますか?マイクは、コンセプトは健全だと言いますが、正確な測定値を取得したい場合は、校正しているトレースの公称抵抗を知る必要があります。特に、PCBの内層を覗くことができるサーマルカメラがない場合は、今後の注意点があります。

ハッカーのチャットは通常非公式ですが、今回はかなり痛烈な問題に気づきました。一部の人々は非常に特定の問題を抱えており、助けが必要です。公開チャットでは複雑な問題の微妙な違いをすべて解決するのは難しい場合があるため、場合によっては、マイクが参加者と直接連絡を取り、問題について1対1で話し合うことができます。

この種のパーソナライズされたサービスが提供されることを常に保証することはできませんが、ハックチャットに参加する人々が利用できるユニークなネットワーキングの機会の証であると考えています。彼が問題を起こすことができる最善の方法。

ハックチャットは、ハードウェアハッキング分野のあらゆる分野の主要な専門家が主催する毎週のオンラインチャットセッションです。これは、ハッカーと連絡を取るための楽しく非公式な方法ですが、それができない場合は、Hackaday.ioに投稿されたこれらの概要投稿とトランスクリプトを見逃さないようにしてください。

したがって、1950年代の物理学は引き続き適用されますが、多くの層を使用し、その間に多くの銅を注入すると、内側の層の絶縁性が低下する可能性があります。


投稿時間:2022年4月22日