Del món PCB
Els equips electrònics generen una certa quantitat de calor durant el funcionament, de manera que la temperatura interna de l'equip augmenta ràpidament. Si la calor no es dissipa a temps, l'equip continuarà escalfant-se i el dispositiu fallarà a causa del sobreescalfament. La fiabilitat del rendiment de l'equip electrònic disminuirà.
Per tant, és molt important dur a terme un bon tractament de dissipació de calor a la placa de circuit. La dissipació de calor de la placa de circuit PCB és un enllaç molt important, així que quina és la tècnica de dissipació de calor de la placa de circuit PCB? A continuació, la discutirem junts.
01
Dissipació de calor a través de la placa PCB Les plaques PCB actualment més utilitzades són substrats de tela de vidre revestits de coure/epoxi o substrats de tela de vidre de resina fenòlica, i s'utilitza una petita quantitat de plaques revestides de coure a base de paper.
Tot i que aquests substrats tenen excel·lents propietats elèctriques i de processament, tenen una dissipació de calor deficient. Com a mètode de dissipació de calor per a components d'alta temperatura, és gairebé impossible esperar que la calor sigui conduïda per la resina de la PCB, sinó que dissipi la calor de la superfície del component a l'aire circumdant.
Tanmateix, a mesura que els productes electrònics han entrat a l'era de la miniaturització dels components, el muntatge d'alta densitat i l'assemblatge d'alta temperatura, no n'hi ha prou amb confiar en la superfície d'un component amb una superfície molt petita per dissipar la calor.
Alhora, a causa de l'ús extensiu de components de muntatge superficial com ara QFP i BGA, la calor generada pels components es transfereix a la placa PCB en gran quantitat. Per tant, la millor manera de resoldre la dissipació de calor és millorar la capacitat de dissipació de calor de la pròpia PCB que està en contacte directe amb l'element calefactor. Conduït o radiat.
Disseny de PCB
Els dispositius termosensibles es col·loquen a la zona de vent fred.
El dispositiu de detecció de temperatura es col·loca a la posició més calenta.
Els dispositius de la mateixa placa impresa s'han de disposar tant com sigui possible segons el seu valor calorífic i el seu grau de dissipació de calor. Els dispositius amb un valor calorífic baix o una baixa resistència a la calor (com ara transistors de senyal petit, circuits integrats a petita escala, condensadors electrolítics, etc.) s'han de col·locar al flux d'aire de refrigeració. El flux superior (a l'entrada), els dispositius amb una gran resistència a la calor o a la calor (com ara transistors de potència, circuits integrats a gran escala, etc.) es col·loquen com a màxim aigües avall del flux d'aire de refrigeració.
En direcció horitzontal, els dispositius d'alta potència es col·loquen tan a prop de la vora de la placa impresa com sigui possible per escurçar la via de transferència de calor; en direcció vertical, els dispositius d'alta potència es col·loquen tan a prop de la part superior de la placa impresa com sigui possible per reduir l'impacte d'aquests dispositius sobre la temperatura d'altres dispositius quan funcionen.
La dissipació de calor de la placa impresa a l'equip depèn principalment del flux d'aire, per la qual cosa s'ha d'estudiar la trajectòria del flux d'aire durant el disseny i s'ha de configurar raonablement el dispositiu o la placa de circuit imprès.
Sovint és difícil aconseguir una distribució uniforme i estricta durant el procés de disseny, però cal evitar zones amb una densitat de potència massa alta per evitar que els punts calents afectin el funcionament normal de tot el circuit.
Si és possible, cal analitzar l'eficiència tèrmica del circuit imprès. Per exemple, el mòdul de programari d'anàlisi de l'índex d'eficiència tèrmica afegit en alguns programes professionals de disseny de PCB pot ajudar els dissenyadors a optimitzar el disseny del circuit.
02
Components que generen molta calor, a més de radiadors i plaques conductores de calor. Quan un nombre reduït de components de la placa de circuit imprès (PCB) generen una gran quantitat de calor (menys de 3), es pot afegir un dissipador de calor o un tub de calor als components que generen calor. Quan no es pot baixar la temperatura, es pot utilitzar un radiador amb ventilador per millorar l'efecte de dissipació de calor.
Quan el nombre de dispositius de calefacció és gran (més de 3), es pot utilitzar una coberta (placa) de dissipació de calor gran, que és un dissipador de calor especial personalitzat segons la posició i l'alçada del dispositiu de calefacció a la placa de circuit imprès (PCB) o un dissipador de calor pla gran. Retalleu diferents posicions d'alçada dels components. La coberta de dissipació de calor està integrada a la superfície del component i entra en contacte amb cada component per dissipar la calor.
Tanmateix, l'efecte de dissipació de calor no és bo a causa de la mala consistència de l'alçada durant el muntatge i la soldadura dels components. Normalment, s'afegeix un coixinet tèrmic de canvi de fase tèrmica suau a la superfície del component per millorar l'efecte de dissipació de calor.
03
Per a equips que adopten refrigeració per aire per convecció lliure, és millor disposar els circuits integrats (o altres dispositius) verticalment o horitzontalment.
04
Adopteu un disseny de cablejat raonable per aconseguir la dissipació de calor. Com que la resina de la placa té una conductivitat tèrmica deficient i les línies i els forats de la làmina de coure són bons conductors de calor, augmentar la velocitat restant de la làmina de coure i augmentar els forats de conducció de calor són els principals mitjans de dissipació de calor. Per avaluar la capacitat de dissipació de calor de la PCB, cal calcular la conductivitat tèrmica equivalent (nou eq) del material compost compost per diversos materials amb diferent conductivitat tèrmica: el substrat aïllant per a la PCB.
05
Els dispositius de la mateixa placa impresa s'han de disposar tant com sigui possible segons el seu valor calorífic i el seu grau de dissipació de calor. Els dispositius amb un valor calorífic baix o una resistència tèrmica deficient (com ara transistors de senyal petit, circuits integrats a petita escala, condensadors electrolítics, etc.) s'han de col·locar al flux d'aire de refrigeració. El flux superior (a l'entrada), els dispositius amb una gran resistència tèrmica o a la calor (com ara transistors de potència, circuits integrats a gran escala, etc.) es col·loquen com a màxim aigües avall del flux d'aire de refrigeració.
06
En direcció horitzontal, els dispositius d'alta potència es disposen el més a prop possible de la vora de la placa impresa per escurçar la via de transferència de calor; en direcció vertical, els dispositius d'alta potència es disposen el més a prop possible de la part superior de la placa impresa per reduir la influència d'aquests dispositius en la temperatura d'altres dispositius.
07
La dissipació de calor de la placa impresa a l'equip depèn principalment del flux d'aire, per la qual cosa s'ha d'estudiar la trajectòria del flux d'aire durant el disseny i s'ha de configurar raonablement el dispositiu o la placa de circuit imprès.
Quan l'aire flueix, sempre tendeix a fluir en llocs amb baixa resistència, per tant, quan configureu dispositius en una placa de circuit imprès, eviteu deixar un gran espai d'aire en una zona determinada.
La configuració de múltiples plaques de circuits impresos a tota la màquina també hauria de tenir en compte el mateix problema.
08
El dispositiu sensible a la temperatura és millor col·locar-lo a la zona de temperatura més baixa (com ara la part inferior del dispositiu). No el col·loqueu mai directament a sobre del dispositiu de calefacció. És millor esglaonar diversos dispositius en el pla horitzontal.
09
Col·loqueu els dispositius amb el consum d'energia i la generació de calor més alts a prop de la millor posició per a la dissipació de calor. No col·loqueu dispositius d'alta calefacció a les cantonades i les vores perifèriques de la placa impresa, tret que hi hagi un dissipador de calor a prop. Quan dissenyeu la resistència de potència, trieu un dispositiu tant més gran com sigui possible i assegureu-vos que tingui prou espai per a la dissipació de calor quan ajusteu la disposició de la placa impresa.
10
Eviteu la concentració de punts calents a la placa de circuit imprès (PCB), distribuïu la potència uniformement a la placa tant com sigui possible i manteniu el rendiment de la temperatura de la superfície de la PCB uniforme i consistent.
Sovint és difícil aconseguir una distribució uniforme i estricta durant el procés de disseny, però cal evitar zones amb una densitat de potència massa alta per evitar que els punts calents afectin el funcionament normal de tot el circuit.
Si és possible, cal analitzar l'eficiència tèrmica del circuit imprès. Per exemple, el mòdul de programari d'anàlisi de l'índex d'eficiència tèrmica afegit en alguns programes professionals de disseny de PCB pot ajudar els dissenyadors a optimitzar el disseny del circuit.