Fra PCB World

For elektronisk udstyr genereres en vis mængde varme under drift, således at udstyrets indre temperatur stiger hurtigt. Hvis varmen ikke afledes i tide, vil udstyret fortsætte med at varme op, og enheden vil svigte på grund af overophedning. Det elektroniske udstyrs pålidelighed og ydeevne vil falde.

Derfor er det meget vigtigt at udføre en god varmeafledningsbehandling på printkortet. Varmeafledningen på printkortet er et meget vigtigt led, så hvad er varmeafledningsteknikken på printkortet, lad os diskutere det sammen nedenfor.

01
Varmeafledning gennem selve printkortet. De i øjeblikket udbredte printkort er kobberbeklædte/epoxy-glasdugsubstrater eller phenolharpiks-glasdugsubstrater, og der anvendes en lille mængde papirbaserede kobberbeklædte plader.

Selvom disse substrater har fremragende elektriske egenskaber og forarbejdningsegenskaber, har de dårlig varmeafledning. Som varmeafledningsmetode til komponenter, der udsættes for høj varme, er det næsten umuligt at forvente, at varmen ledes af selve printpladens harpiks, men at varmen afgives fra komponentens overflade til den omgivende luft.

Men efterhånden som elektroniske produkter er trådt ind i en æra med miniaturisering af komponenter, montering med høj tæthed og samling med høj varme, er det ikke nok at stole på overfladen af ​​en komponent med et meget lille overfladeareal for at aflede varme.

Samtidig overføres den genererede varme fra komponenterne i store mængder til printkortet på grund af den omfattende brug af overflademonterede komponenter som QFP og BGA. Derfor er den bedste måde at løse varmeafledningsproblemet at forbedre varmeafledningsevnen for selve printkortet, der er i direkte kontakt med varmeelementet. Varmeledningsbåret eller udstrålet.

PCB-layout
Termisk følsomme enheder placeres i området med kold vind.

Temperaturmålingsenheden er placeret i den varmeste position.

Enhederne på det samme printkort bør så vidt muligt arrangeres i henhold til deres brændværdi og grad af varmeafledning. Enheder med lav brændværdi eller dårlig varmebestandighed (såsom små signaltransistorer, integrerede kredsløb i lille skala, elektrolytkondensatorer osv.) bør placeres i køleluftstrømmen. Den øverste strømning (ved indgangen), enheder med stor varme- eller varmebestandighed (såsom effekttransistorer, integrerede kredsløb i stor skala osv.) placeres længst nedstrøms for køleluftstrømmen.

I vandret retning placeres højtydende enheder så tæt på printpladens kant som muligt for at forkorte varmeoverføringsvejen; i lodret retning placeres højtydende enheder så tæt på printpladens top som muligt for at reducere disse enheders påvirkning af temperaturen på andre enheder, når de arbejder.

Varmeafledningen fra printkortet i udstyret afhænger primært af luftstrømmen, så luftstrømningsbanen bør undersøges under designet, og enheden eller printkortet bør konfigureres på en rimelig måde.

Det er ofte vanskeligt at opnå en streng, ensartet fordeling under designprocessen, men områder med for høj effekttæthed skal undgås for at forhindre, at hotspots påvirker hele kredsløbets normale drift.

Hvis det er muligt, er det nødvendigt at analysere den termiske effektivitet af det printede kredsløb. For eksempel kan softwaremodulet til analyse af termisk effektivitetsindeks, der er tilføjet i noget professionel printkortdesignsoftware, hjælpe designere med at optimere kredsløbsdesignet.

02
Komponenter med høj varmeproduktion plus radiatorer og varmeledende plader. Når et lille antal komponenter i printkortet genererer en stor mængde varme (mindre end 3), kan en køleplade eller et varmerør tilføjes til de varmeproducerende komponenter. Når temperaturen ikke kan sænkes, kan der anvendes en radiator med en ventilator for at forbedre varmeafledningseffekten.

Når antallet af varmeenheder er stort (mere end 3), kan der anvendes et stort varmeafledningsdæksel (printkort), som er en speciel køleplade, der er tilpasset varmeenhedens placering og højde på printkortet, eller et stort fladt køleplade. Udskæring af forskellige komponenthøjder. Varmeafledningsdækslet er integreret fastgjort på komponentens overflade og er i kontakt med hver komponent for at aflede varme.

Varmeafledningseffekten er dog ikke god på grund af den dårlige ensartethed i højden under samling og svejsning af komponenterne. Normalt tilføjes en blød termisk faseændrings-termopude på komponentens overflade for at forbedre varmeafledningseffekten.

03
For udstyr, der anvender fri konvektionsluftkøling, er det bedst at arrangere integrerede kredsløb (eller andre enheder) lodret eller vandret.

04
Anvend et rimeligt ledningsdesign for at opnå varmeafledning. Da harpiksen i pladen har dårlig varmeledningsevne, og kobberfoliens linjer og huller er gode varmeledere, er det vigtigste middel til varmeafledning at øge den resterende mængde kobberfolie og øge varmeledningshullerne. For at evaluere printpladens varmeafledningsevne er det nødvendigt at beregne den ækvivalente varmeledningsevne (ni ækvivalenter) for kompositmaterialet bestående af forskellige materialer med forskellig varmeledningsevne - det isolerende substrat for printpladen.

05
Enhederne på det samme printkort bør så vidt muligt arrangeres i henhold til deres brændværdi og grad af varmeafledning. Enheder med lav brændværdi eller dårlig varmebestandighed (såsom småsignaltransistorer, små integrerede kredsløb, elektrolytkondensatorer osv.) bør placeres i køleluftstrømmen. Den øverste strømning (ved indgangen), enheder med stor varme- eller varmebestandighed (såsom effekttransistorer, store integrerede kredsløb osv.) placeres længst nedstrøms for køleluftstrømmen.

06
I vandret retning er højeffektskomponenterne placeret så tæt på printpladens kant som muligt for at forkorte varmeoverføringsvejen; i lodret retning er højeffektskomponenterne placeret så tæt på printpladens top som muligt for at reducere disse komponenters indflydelse på temperaturen i andre komponent.

07
Varmeafledningen fra printkortet i udstyret afhænger primært af luftstrømmen, så luftstrømningsbanen bør undersøges under designet, og enheden eller printkortet bør konfigureres på en rimelig måde.

Når luft strømmer, har den altid en tendens til at strømme på steder med lav modstand, så når du konfigurerer enheder på et printkort, skal du undgå at efterlade et stort luftrum i et bestemt område.

Konfigurationen af ​​flere printkort i hele maskinen bør også være opmærksom på det samme problem.

08
Den temperaturfølsomme enhed placeres bedst i det område med den laveste temperatur (f.eks. i bunden af ​​enheden). Placer den aldrig direkte over varmeapparatet. Det er bedst at forskyde flere enheder vandret.

09
Placer enhederne med det højeste strømforbrug og varmeudvikling nær den bedste position for varmeafledning. Placer ikke enheder med høj varme i hjørnerne og perifere kanter af printkortet, medmindre der er placeret en køleplade i nærheden. Når du designer effektmodstanden, skal du vælge en så stor enhed som muligt, og sørg for, at der er tilstrækkelig plads til varmeafledning, når du justerer printkortets layout.

10
Undgå koncentrationen af ​​hotspots på printkortet, fordel strømmen jævnt på printkortet så meget som muligt, og hold printkortets overfladetemperatur ensartet og konstant.

Det er ofte vanskeligt at opnå en streng, ensartet fordeling under designprocessen, men områder med for høj effekttæthed skal undgås for at forhindre, at hotspots påvirker hele kredsløbets normale drift.

Hvis det er muligt, er det nødvendigt at analysere den termiske effektivitet af det printede kredsløb. For eksempel kan softwaremodulet til analyse af termisk effektivitetsindeks, der er tilføjet i noget professionel printkortdesignsoftware, hjælpe designere med at optimere kredsløbsdesignet.