Тези 10 прости и практични метода за разсейване на топлината от печатни платки

От света на печатните платки

При електронното оборудване по време на работа се генерира определено количество топлина, така че вътрешната температура на оборудването се повишава бързо. Ако топлината не се разсее навреме, оборудването ще продължи да се нагрява и ще се повреди поради прегряване. Надеждността на електронното оборудване и производителността му ще намалеят.

Ето защо е много важно да се извърши добра обработка за разсейване на топлината на печатната платка. Разсейването на топлината на печатната платка е много важна връзка, така че каква е техниката за разсейване на топлината на печатната платка, нека я обсъдим заедно по-долу.

01
Разсейване на топлината през самата печатна платка. В момента широко използваните печатни платки са подложки от медно покритие/епоксидна стъклена тъкан или подложки от фенолна смола, като се използват и малки количества хартиени подложки от медно покритие.

Въпреки че тези подложки имат отлични електрически свойства и свойства за обработка, те имат лошо разсейване на топлината. Като метод за разсейване на топлината за компоненти с висока температура, е почти невъзможно да се очаква топлината да се провежда от смолата на самата печатна платка, а тя да се разсейва от повърхността на компонента към околния въздух.

Въпреки това, тъй като електронните продукти навлязоха в ерата на миниатюризация на компонентите, монтаж с висока плътност и сглобяване с висока температура, не е достатъчно да се разчита на повърхността на компонент с много малка площ, за да се разсейва топлината.

В същото време, поради широкото използване на компоненти за повърхностен монтаж, като QFP и BGA, топлината, генерирана от компонентите, се предава в голямо количество към печатната платка. Следователно, най-добрият начин за решаване на проблема с разсейването на топлината е да се подобри капацитетът за разсейване на топлината на самата печатна платка, която е в директен контакт с нагревателния елемент. Проведено или излъчено.

Разположение на печатната платка
Термочувствителни устройства се поставят в зоната на студен вятър.

Устройството за измерване на температурата се поставя в най-горещата позиция.

Устройствата на една и съща печатна платка трябва да бъдат разположени възможно най-близо според тяхната калоричност и степен на разсейване на топлината. Устройства с ниска калоричност или лоша топлоустойчивост (като малки сигнални транзистори, малки интегрални схеми, електролитни кондензатори и др.) трябва да бъдат разположени в охлаждащия въздушен поток. В най-горния поток (на входа) устройствата с голяма топлина или топлоустойчивост (като силови транзистори, големи интегрални схеми и др.) се разполагат най-надолу по течението на охлаждащия въздушен поток.

В хоризонтална посока устройствата с висока мощност се поставят възможно най-близо до ръба на печатната платка, за да се съкрати пътят на топлопреминаване; във вертикална посока устройствата с висока мощност се поставят възможно най-близо до горната част на печатната платка, за да се намали въздействието на тези устройства върху температурата на други устройства по време на работа.

Разсейването на топлината от печатната платка в оборудването зависи главно от въздушния поток, така че пътят на въздушния поток трябва да се проучи по време на проектирането и устройството или печатната платка трябва да бъдат разумно конфигурирани.

Често е трудно да се постигне строго равномерно разпределение по време на процеса на проектиране, но области с твърде висока плътност на мощността трябва да се избягват, за да се предотврати влиянието на горещите точки върху нормалната работа на цялата верига.

Ако е възможно, е необходимо да се анализира термичната ефективност на печатната платка. Например, софтуерният модул за анализ на индекса на термична ефективност, добавен в някои професионални софтуери за проектиране на печатни платки, може да помогне на дизайнерите да оптимизират дизайна на схемата.

02
Компоненти, генериращи висока топлина, плюс радиатори и топлопроводими плочи. Когато малък брой компоненти в печатната платка генерират голямо количество топлина (по-малко от 3), към тях може да се добави радиатор или топлинна тръба. Когато температурата не може да бъде понижена, може да се използва радиатор с вентилатор, за да се подобри ефектът на разсейване на топлината.

Когато броят на нагревателните устройства е голям (повече от 3), може да се използва голям капак (платка) за разсейване на топлината, който представлява специален радиатор, персонализиран според позицията и височината на нагревателното устройство върху печатната платка, или голям плосък радиатор. Изрежете компонентите с различна височина. Капакът за разсейване на топлината е интегрално закопчан върху повърхността на компонента и е в контакт с всеки компонент, за да разсейва топлината.

Ефектът на разсейване на топлината обаче не е добър поради лошата константа на височината по време на сглобяването и заваряването на компонентите. Обикновено върху повърхността на компонента се добавя мека термо подложка с термична промяна на фазите, за да се подобри ефектът на разсейване на топлината.

03
За оборудване, което използва свободно конвекционно въздушно охлаждане, най-добре е интегралните схеми (или други устройства) да се разполагат вертикално или хоризонтално.

04
Приемете разумен дизайн на окабеляването, за да реализирате разсейване на топлината. Тъй като смолата в плочата има лоша топлопроводимост, а линиите и отворите на медното фолио са добри топлопроводници, увеличаването на оставащия процент медно фолио и увеличаването на отворите за топлопроводимост са основните средства за разсейване на топлината. За да се оцени капацитетът за разсейване на топлината на печатната платка, е необходимо да се изчисли еквивалентната топлопроводимост (девет еквивалента) на композитния материал, съставен от различни материали с различна топлопроводимост - изолационната основа на печатната платка.

05
Устройствата на една и съща печатна платка трябва да бъдат разположени възможно най-близо според тяхната калоричност и степен на разсейване на топлината. Устройства с ниска калоричност или лоша топлоустойчивост (като например малосигнални транзистори, малки интегрални схеми, електролитни кондензатори и др.) трябва да бъдат разположени в охлаждащия въздушен поток. В най-горния поток (на входа) устройствата с голяма топлина или топлоустойчивост (като например силови транзистори, големи интегрални схеми и др.) се разполагат най-надолу по течението на охлаждащия въздушен поток.

06
В хоризонтална посока устройствата с висока мощност са разположени възможно най-близо до ръба на печатната платка, за да се скъси пътят на топлопреминаване; във вертикална посока устройствата с висока мощност са разположени възможно най-близо до горната част на печатната платка, за да се намали влиянието на тези устройства върху температурата на други устройства.

07
Разсейването на топлината от печатната платка в оборудването зависи главно от въздушния поток, така че пътят на въздушния поток трябва да се проучи по време на проектирането и устройството или печатната платка трябва да бъдат разумно конфигурирани.

Когато въздухът тече, той винаги е склонен да тече на места с ниско съпротивление, така че когато конфигурирате устройства на печатна платка, избягвайте да оставяте голямо въздушно пространство в определена област.

Конфигурацията на множество печатни платки в цялата машина също трябва да обърне внимание на същия проблем.

08
Най-добре е температурно чувствителното устройство да се постави в зоната с най-ниска температура (например в долната част на устройството). Никога не го поставяйте директно над нагревателното устройство. Най-добре е да подредите няколко устройства хоризонтално.

09
Поставете устройствата с най-висока консумация на енергия и генериране на топлина близо до най-добрата позиция за разсейване на топлината. Не поставяйте силно нагряващи устройства по ъглите и периферните ръбове на печатната платка, освен ако близо до тях не е разположен радиатор. Когато проектирате силовия резистор, изберете възможно най-голямо устройство и осигурете достатъчно място за разсейване на топлината, когато регулирате оформлението на печатната платка.

10
Избягвайте концентрацията на горещи точки върху печатната платка, разпределете захранването равномерно върху нея, доколкото е възможно, и поддържайте температурата на повърхността на печатната платка еднаква и постоянна.