Гэтыя 10 простых і практычных метадаў рассейвання цяпла на друкаванай плаце

З свету друкаваных поплаткаў

У электронным абсталяванні падчас працы вылучаецца пэўная колькасць цяпла, таму ўнутраная тэмпература абсталявання хутка павышаецца. Калі цяпло своечасова не рассейваецца, абсталяванне будзе працягваць награвацца, і прылада выйдзе з ладу з-за перагрэву. Надзейнасць электроннага абсталявання і яго прадукцыйнасць зніжаюцца.

Таму вельмі важна правесці добрую апрацоўку друкаванай платы для адводу цяпла. Адвод цяпла друкаванай платы з'яўляецца вельмі важным звяном, таму, што такое метад адводу цяпла друкаванай платы, давайце абмяркуем гэта разам ніжэй.

01
Цеплааддача праз саму плату друкаванай платы. У цяперашні час шырока выкарыстоўваюцца падкладкі з медным пакрыццём/эпаксіднай шклотканінай або фенольнай смалой, а таксама невялікая колькасць падкладак з медным пакрыццём на папяровай аснове.

Нягледзячы на выдатныя электрычныя ўласцівасці і ўласцівасці апрацоўкі, яны дрэнна рассейваюць цяпло. Пры выкарыстанні метаду рассейвання цяпла для кампанентаў з высокай тэмпературай практычна немагчыма чакаць, што цяпло будзе праводзіцца самой смалой друкаванай платы, а будзе рассейвацца ад паверхні кампанента ў навакольнае паветра.

Аднак, паколькі электронныя вырабы ўступілі ў эру мініятюрызацыі кампанентаў, высокашчыльнага мантажу і зборкі з высокім награваннем, недастаткова спадзявацца на паверхню кампанента з вельмі малой плошчай паверхні для рассейвання цяпла.

Адначасова, з-за шырокага выкарыстання кампанентаў павярхоўнага мантажу, такіх як QFP і BGA, цяпло, якое выпрацоўваецца кампанентамі, перадаецца на друкаваную плату ў вялікай колькасці. Такім чынам, найлепшым спосабам вырашэння праблемы цеплааддачы з'яўляецца паляпшэнне цеплааддачы самой друкаванай платы, якая непасрэдна кантактуе з награвальным элементам. Цеплааддача можа быць цеплаправоднай або выпраменьвальнай.

Макет друкаванай платы
Тэрмаадчувальныя прылады размяшчаюцца ў зоне халоднага ветру.

Прылада вымярэння тэмпературы размяшчаецца ў самым гарачым месцы.

Прылады на адной друкаванай плаце павінны быць размешчаны як мага далей у адпаведнасці з іх цеплатворнай здольнасцю і ступенню цеплааддачы. Прылады з малой цеплатворнай здольнасцю або нізкай цеплаўстойлівасцю (напрыклад, малыя сігнальныя транзістары, дробныя інтэгральныя схемы, электралітычныя кандэнсатары і г.д.) павінны быць размешчаны ў патоку астуджальнай вентыляцыі. У самым верхнім патоку (на ўваходзе) прылады з вялікай цеплатворнай здольнасцю або цеплаўстойлівасцю (напрыклад, сілавыя транзістары, буйныя інтэгральныя схемы і г.д.) размяшчаюцца найбольш блізка ад патоку астуджальнай вентыляцыі.

У гарызантальным кірунку магутныя прылады размяшчаюцца як мага бліжэй да краю друкаванай платы, каб скараціць шлях цеплаперадачы; у вертыкальным кірунку магутныя прылады размяшчаюцца як мага бліжэй да верху друкаванай платы, каб паменшыць уплыў гэтых прылад на тэмпературу іншых прылад падчас іх працы.

Цеплааддача друкаванай платы ў абсталяванні ў асноўным залежыць ад патоку паветра, таму шлях патоку паветра варта вывучаць падчас праектавання, а прыладу або друкаваную плату трэба разумна сканфігураваць.

Часта бывае цяжка дасягнуць строгага раўнамернага размеркавання падчас працэсу праектавання, але неабходна пазбягаць абласцей з занадта высокай шчыльнасцю магутнасці, каб прадухіліць уплыў гарачых кропак на нармальную працу ўсёй схемы.

Калі магчыма, неабходна прааналізаваць цеплавую эфектыўнасць друкаванай схемы. Напрыклад, праграмны модуль аналізу індэкса цеплавой эфектыўнасці, які ўваходзіць у склад некаторых прафесійных праграм для праектавання друкаваных плат, можа дапамагчы распрацоўшчыкам аптымізаваць канструкцыю схемы.

02
Кампаненты з высокай цеплааддачай, а таксама радыятары і цеплаправодныя пласціны. Калі невялікая колькасць кампанентаў на друкаванай плаце выпрацоўвае вялікую колькасць цяпла (менш за 3), да іх можна дадаць радыятар або цеплавую трубку. Калі тэмпературу нельга знізіць, можна выкарыстоўваць радыятар з вентылятарам для паляпшэння эфекту рассейвання цяпла.

Калі колькасць награвальных прылад вялікая (больш за 3), можна выкарыстоўваць вялікую цеплаадводную вечка (плату), якая ўяўляе сабой спецыяльны радыятар, адаптаваны да размяшчэння і вышыні награвальнай прылады на друкаванай плаце, або вялікі плоскі радыятар. Выразайце кампаненты рознай вышыні. Цеплаадводная вечка інтэгральна мацуецца да паверхні кампанента і датыкаецца з кожным кампанентам для рассейвання цяпла.

Аднак эфект рассейвання цяпла не вельмі добры з-за дрэннай паслядоўнасці вышыні падчас зборкі і зваркі кампанентаў. Звычайна на паверхню кампанента дадаецца мяккая цеплавая пракладка з пераходам фазы, каб палепшыць эфект рассейвання цяпла.

03
Для абсталявання, якое выкарыстоўвае паветранае астуджэнне з дапамогай свабоднай канвекцыі, лепш за ўсё размяшчаць інтэгральныя схемы (ці іншыя прылады) вертыкальна або гарызантальна.

04
Для рэалізацыі цеплааддачы выкарыстоўвайце разумную канструкцыю праводкі. Паколькі смала ў пласціне мае дрэнную цеплаправоднасць, а лініі і адтуліны меднай фальгі з'яўляюцца добрымі цеплаправоднікамі, павелічэнне рэшткавай колькасці меднай фальгі і павелічэнне колькасці адтулін для цеплааддачы з'яўляюцца асноўнымі сродкамі цеплааддачы. Каб ацаніць цеплаёмістасць друкаванай платы, неабходна разлічыць эквівалентную цеплаправоднасць (дзевяць экв) кампазітнага матэрыялу, які складаецца з розных матэрыялаў з рознай цеплаправоднасцю - ізаляцыйнай падкладкі для друкаванай платы.

05
Прылады на адной друкаванай плаце павінны быць размешчаны максімальна блізка ў адпаведнасці з іх цеплатворнай здольнасцю і ступенню цеплааддачы. Прылады з нізкай цеплатворнай здольнасцю або дрэннай цеплаўстойлівасцю (напрыклад, маласігнальныя транзістары, дробныя інтэгральныя схемы, электралітычныя кандэнсатары і г.д.) павінны быць размешчаны ў патоку астуджальнай вентыляцыі. У самым верхнім патоку (на ўваходзе) прылады з вялікай цеплатворнай здольнасцю або цеплаўстойлівасцю (напрыклад, магутнасныя транзістары, буйныя інтэгральныя схемы і г.д.) размяшчаюцца найбольш блізка за патокам астуджальнай вентыляцыі.

06
У гарызантальным кірунку магутныя прылады размяшчаюцца як мага бліжэй да краю друкаванай платы, каб скараціць шлях цеплаперадачы; у вертыкальным кірунку магутныя прылады размяшчаюцца як мага бліжэй да верху друкаванай платы, каб паменшыць уплыў гэтых прылад на тэмпературу іншых прылад.

07
Цеплааддача друкаванай платы ў абсталяванні ў асноўным залежыць ад патоку паветра, таму шлях патоку паветра варта вывучаць падчас праектавання, а прыладу або друкаваную плату трэба разумна сканфігураваць.

Калі паветра цячэ, яно заўсёды імкнецца цячы ў месцах з нізкім супраціўленнем, таму пры канфігурацыі прылад на друкаванай плаце варта пазбягаць пакідання вялікай паветранай прасторы ў пэўнай зоне.

Канфігурацыя некалькіх друкаваных плат ва ўсёй машыне таксама павінна звярнуць увагу на тую ж праблему.

08
Тэмпературную прыладу лепш за ўсё размяшчаць у зоне з самай нізкай тэмпературай (напрыклад, у ніжняй частцы прылады). Ніколі не размяшчайце яе непасрэдна над награвальнай прыладай. Лепш за ўсё размяшчаць некалькі прылад у шахматным парадку на гарызантальнай плоскасці.

09
Размяшчайце прылады з найбольшым спажываннем энергіі і цеплавыдзяленнем паблізу месцаў, якія найлепш падыходзяць для рассейвання цяпла. Не размяшчайце прылады з высокай тэмпературай на кутах і перыферыйных краях друкаванай платы, калі побач няма радыятара. Пры праектаванні магутнага рэзістара выбірайце прыладу максімальнага памеру і забяспечвайце дастатковую прастору для рассейвання цяпла пры карэкціроўцы размяшчэння друкаванай платы.

10
Пазбягайце канцэнтрацыі гарачых кропак на друкаванай плаце, максімальна раўнамерна размяркоўвайце харчаванне па друкаванай плаце і падтрымлівайце раўнамерную і стабільную тэмпературу паверхні друкаванай платы.