뜨겁고 무거워지는 PCB 열 설계 해킹

PCB under Thermal Imager

최근 저렴한 회로 기판 생산 서비스의 부상 덕분에 Hackaday를 읽는 많은 사람들은 이제 막 PCB 설계 기술을 배우고 있습니다.여전히 FR4에 해당하는 "Hello World"를 생성하는 사용자의 경우 모든 추적이 원래 있어야 할 위치에 도달하면 충분합니다.그러나 결국에는 디자인이 더욱 야심차게 될 것이며 복잡성이 추가되면서 자연스럽게 새로운 디자인 고려 사항이 생길 것입니다.예를 들어, 고전류 애플리케이션에서 PCB가 자체적으로 연소되는 것을 방지하는 방법은 무엇입니까?

이것이 Mike Jouppi가 지난주 Hack Chat을 주최했을 때 답변을 드리고자 했던 바로 그 질문입니다.그가 매우 진지하게 생각하는 주제로 그는 PCB 열 설계 엔지니어를 돕는 데 전념하는 Thermal Management LLC라는 회사를 설립했습니다.그는 또한 보드가 운반해야 하는 전류의 양에 따라 회로 보드 트레이스의 적절한 크기를 지정하기 위한 표준인 IPC-2152의 개발을 주도했습니다.이것은 문제를 해결하는 첫 번째 표준은 아니지만 가장 현대적이고 포괄적인 표준입니다.

많은 설계자들에게 어떤 경우에는 1950년대로 거슬러 올라가는 데이터를 참조하는 것이 일반적입니다. 이는 단순히 그들의 흔적을 늘리기 위한 신중함 때문입니다.이것은 종종 Mike가 자신의 연구에서 부정확한 것으로 판명된 개념에 기반을 두고 있습니다. 예를 들어 PCB의 내부 트레이스가 외부 트레이스보다 더 뜨거워지는 경향이 있다고 가정합니다.새로운 표준은 설계자가 이러한 잠재적 함정을 피할 수 있도록 설계되었지만 여전히 현실 세계의 불완전한 시뮬레이션임을 지적합니다.보드의 열 특성을 더 잘 이해하려면 실장 구성과 같은 추가 데이터를 고려해야 합니다.

그러한 복잡한 주제에도 유념해야 할 광범위하게 적용할 수 있는 몇 가지 팁이 있습니다.기판은 항상 구리에 비해 열 성능이 좋지 않으므로 내부 구리 평면을 사용하면 기판을 통해 열을 전도하는 데 도움이 될 수 있다고 Mike는 말했습니다.많은 열을 발생시키는 SMD 부품을 처리할 때 대형 구리 도금 비아를 사용하여 병렬 열 경로를 생성할 수 있습니다.

대화가 끝나갈 무렵 Thomas Shaddack은 흥미로운 생각을 했습니다. 트레이스의 저항은 온도에 따라 증가하기 때문에 이것을 사용하여 측정하기 어려운 내부 PCB 트레이스의 온도를 결정할 수 있습니까?Mike는 개념이 타당하지만 정확한 판독값을 얻으려면 교정 중인 트레이스의 공칭 저항을 알아야 한다고 말합니다.특히 PCB의 내부 레이어를 엿볼 수 있는 열화상 카메라가 없는 경우 앞으로 염두에 두어야 할 사항이 있습니다.

해커 채팅은 일반적으로 비공식적이지만 이번에는 몇 가지 매우 신랄한 문제를 발견했습니다.어떤 사람들은 매우 특정한 문제를 가지고 있어 도움이 필요합니다.공개 채팅에서 복잡한 문제의 모든 뉘앙스를 해결하기 어려울 수 있으므로 경우에 따라 Mike가 참석자와 일대일로 문제를 논의할 수 있도록 참석자와 직접 연결한다는 것을 알고 있습니다.

이러한 종류의 맞춤 서비스를 받을 수 있다고 항상 보장할 수는 없지만 Hack Chat에 참여하는 사람들에게 제공되는 고유한 네트워킹 기회에 대한 증거라고 생각합니다. 그가 문제를 제기할 수 있는 최선.

Hack Chat은 하드웨어 해킹 분야의 모든 분야에서 최고의 전문가들이 주최하는 주간 온라인 채팅 세션입니다.해커들과 연락할 수 있는 재미있고 비공식적인 방법이지만, 할 수 없다면 Hackaday.io에 게시된 이 개요 게시물과 스크립트를 통해 놓치지 마세요.

따라서 1950년대의 물리학이 여전히 적용되지만 많은 레이어를 사용하고 그 사이에 많은 구리를 주입하면 내부 레이어가 더 절연되지 않을 수 있습니다.


게시 시간: 2022년 4월 22일