Do mundo dos PCB
Nos equipos electrónicos, xérase unha certa cantidade de calor durante o funcionamento, polo que a temperatura interna do equipo aumenta rapidamente. Se a calor non se disipa a tempo, o equipo seguirá quentándose e o dispositivo fallará debido ao sobrequecemento. A fiabilidade do rendemento do equipo electrónico diminuirá.
Polo tanto, é moi importante realizar un bo tratamento de disipación da calor na placa de circuíto. A disipación da calor da placa de circuíto PCB é unha ligazón moi importante, entón cal é a técnica de disipación da calor da placa de circuíto PCB? Vexamos xuntos a continuación.
01
Disipación da calor a través da propia placa PCB As placas PCB máis empregadas na actualidade son substratos de tea de vidro epoxi/revestidos de cobre ou substratos de tea de vidro de resina fenólica, e utilízase unha pequena cantidade de placas revestidas de cobre a base de papel.
Aínda que estes substratos teñen excelentes propiedades eléctricas e de procesamento, teñen unha disipación da calor deficiente. Como método de disipación da calor para compoñentes de alta temperatura, é case imposible esperar que a calor sexa conducida pola propia resina da PCB, senón que disipe a calor da superficie do compoñente ao aire circundante.
Non obstante, a medida que os produtos electrónicos entraron na era da miniaturización dos compoñentes, a montaxe de alta densidade e a ensamblaxe de alto quecemento, non abonda con confiar na superficie dun compoñente cunha superficie moi pequena para disipar a calor.
Ao mesmo tempo, debido ao uso extensivo de compoñentes de montaxe superficial como QFP e BGA, a calor xerada polos compoñentes transfírese á placa PCB en gran cantidade. Polo tanto, a mellor maneira de resolver a disipación da calor é mellorar a capacidade de disipación da calor da propia PCB que está en contacto directo co elemento calefactor. Conducida ou irradiada.
Deseño de PCB
Os dispositivos termosensibles colócanse na zona de vento frío.
O dispositivo de detección de temperatura colócase na posición máis quente.
Os dispositivos da mesma placa impresa deben colocarse na medida do posible segundo o seu valor calorífico e o seu grao de disipación de calor. Os dispositivos con baixo valor calorífico ou baixa resistencia á calor (como transistores de sinal pequenos, circuítos integrados a pequena escala, condensadores electrolíticos, etc.) deben colocarse no fluxo de aire de refrixeración. No fluxo superior (na entrada), os dispositivos con gran calor ou resistencia á calor (como transistores de potencia, circuítos integrados a grande escala, etc.) colócanse como máximo augas abaixo do fluxo de aire de refrixeración.
Na dirección horizontal, os dispositivos de alta potencia colócanse o máis preto posible do bordo da placa impresa para acurtar a traxectoria de transferencia de calor; na dirección vertical, os dispositivos de alta potencia colócanse o máis preto posible da parte superior da placa impresa para reducir o impacto destes dispositivos na temperatura doutros dispositivos cando funcionan.
A disipación da calor da placa impresa no equipo depende principalmente do fluxo de aire, polo que a traxectoria do fluxo de aire debe estudarse durante o deseño e o dispositivo ou a placa de circuíto impreso deben configurarse razoablemente.
A miúdo é difícil conseguir unha distribución uniforme estrita durante o proceso de deseño, pero débense evitar as zonas con densidade de potencia demasiado alta para evitar que os puntos quentes afecten o funcionamento normal de todo o circuíto.
Se é posible, é necesario analizar a eficiencia térmica do circuíto impreso. Por exemplo, o módulo de software de análise do índice de eficiencia térmica engadido nalgúns softwares profesionais de deseño de PCB pode axudar aos deseñadores a optimizar o deseño do circuíto.
02
Compoñentes xeradores de alta calor, ademais de radiadores e placas condutoras de calor. Cando un pequeno número de compoñentes na placa de circuíto impreso xera unha gran cantidade de calor (menos de 3), pódese engadir un disipador de calor ou un tubo de calor aos compoñentes xeradores de calor. Cando non se pode baixar a temperatura, pódese usar un radiador cun ventilador para mellorar o efecto de disipación da calor.
Cando o número de dispositivos de calefacción é grande (máis de 3), pódese usar unha cuberta (placa) de disipación de calor grande, que é un disipador de calor especial personalizado segundo a posición e a altura do dispositivo de calefacción na placa de circuíto impreso (PCB) ou un disipador de calor plano grande. Recorte diferentes posicións de altura dos compoñentes. A cuberta de disipación de calor está integralmente abrochada na superficie do compoñente e entra en contacto con cada compoñente para disipar a calor.
Non obstante, o efecto de disipación da calor non é bo debido á mala consistencia da altura durante a montaxe e a soldadura dos compoñentes. Normalmente, engádese unha almofada térmica de cambio de fase térmica suave na superficie do compoñente para mellorar o efecto de disipación da calor.
03
Para os equipos que adoptan refrixeración por convección libre de aire, é mellor colocar os circuítos integrados (ou outros dispositivos) vertical ou horizontalmente.
04
Adopte un deseño de cableado razoable para lograr a disipación da calor. Debido a que a resina da placa ten unha condutividade térmica deficiente e as liñas e os orificios da lámina de cobre son bos condutores de calor, aumentar a taxa restante da lámina de cobre e aumentar os orificios de condución de calor son os principais medios de disipación da calor. Para avaliar a capacidade de disipación de calor da PCB, é necesario calcular a condutividade térmica equivalente (nove eq) do material composto composto por varios materiais con diferente condutividade térmica: o substrato illante para a PCB.
05
Os dispositivos da mesma placa impresa deben colocarse na medida do posible segundo o seu valor calorífico e o seu grao de disipación da calor. Os dispositivos con baixo valor calorífico ou mala resistencia á calor (como transistores de sinal pequeno, circuítos integrados a pequena escala, condensadores electrolíticos, etc.) deben colocarse no fluxo de aire de refrixeración. No fluxo superior (na entrada), os dispositivos con gran calor ou resistencia á calor (como transistores de potencia, circuítos integrados a grande escala, etc.) colócanse como máximo augas abaixo do fluxo de aire de refrixeración.
06
Na dirección horizontal, os dispositivos de alta potencia están dispostos o máis preto posible do bordo da placa impresa para acurtar a traxectoria de transferencia de calor; na dirección vertical, os dispositivos de alta potencia están dispostos o máis preto posible da parte superior da placa impresa para reducir a influencia destes dispositivos na temperatura doutros dispositivos.
07
A disipación da calor da placa impresa no equipo depende principalmente do fluxo de aire, polo que a traxectoria do fluxo de aire debe estudarse durante o deseño e o dispositivo ou a placa de circuíto impreso deben configurarse razoablemente.
Cando o aire flúe, sempre tende a fluír en lugares con baixa resistencia, polo que ao configurar dispositivos nunha placa de circuíto impreso, evite deixar un gran espazo de aire nunha determinada área.
A configuración de varias placas de circuíto impreso en toda a máquina tamén debería prestar atención ao mesmo problema.
08
É mellor colocar o dispositivo sensible á temperatura na zona de temperatura máis baixa (como a parte inferior do dispositivo). Nunca o coloques directamente enriba do dispositivo de quecemento. É mellor colocar varios dispositivos de forma escalonada no plano horizontal.
09
Coloque os dispositivos co maior consumo de enerxía e xeración de calor preto da mellor posición para a disipación da calor. Non coloque dispositivos de alta calefacción nas esquinas e nos bordos periféricos da placa impresa, a non ser que haxa un disipador de calor preto deles. Ao deseñar a resistencia de potencia, escolla un dispositivo o máis grande posible e faga que teña espazo suficiente para a disipación da calor ao axustar a disposición da placa impresa.
10
Evita a concentración de puntos quentes na placa de circuíto impreso (PCB), distribúe a enerxía uniformemente na placa PCB tanto como sexa posible e mantén o rendemento da temperatura da superficie da PCB uniforme e consistente.
A miúdo é difícil conseguir unha distribución uniforme estrita durante o proceso de deseño, pero débense evitar as zonas con densidade de potencia demasiado alta para evitar que os puntos quentes afecten o funcionamento normal de todo o circuíto.
Se é posible, é necesario analizar a eficiencia térmica do circuíto impreso. Por exemplo, o módulo de software de análise do índice de eficiencia térmica engadido nalgúns softwares profesionais de deseño de PCB pode axudar aos deseñadores a optimizar o deseño do circuíto.