Dës 10 einfach a praktesch PCB-Hëtztofleedungsmethoden

Vun der PCB Welt

Bei elektroneschen Apparater gëtt eng gewëssen Hëtzt während dem Betrib generéiert, sou datt d'intern Temperatur vum Apparat séier eropgeet. Wann d'Hëtzt net rechtzäiteg ofgeleet gëtt, wäert den Apparat weiderhin opwiermen, an den Apparat wäert wéinst Iwwerhëtzung ausfalen. D'Zouverlässegkeet vun den elektroneschen Apparater wäert ofhuelen. D'Leeschtung wäert erofgoen.

Dofir ass et ganz wichteg, eng gutt Hëtztofleedungsbehandlung op der Leiterplack duerchzeféieren. D'Hëtztofleedung vun der PCB-Leiterplack ass e ganz wichtege Link, dofir, wat ass d'Hëtztofleedungstechnik vun der PCB-Leiterplack, loosst eis zesummen drënner diskutéieren.

01
Hëtzeofleedung duerch d'PCB-Plat selwer Déi aktuell wäit verbreet PCB-Platen si kupferbeschichtete/Epoxy-Glasstoff-Substrater oder Phenolharz-Glasstoff-Substrater, an eng kleng Quantitéit u kupferbeschichtete Placke op Pabeierbasis gëtt benotzt.

Obwuel dës Substrate exzellent elektresch Eegeschaften a Veraarbechtungseigenschaften hunn, hunn se eng schlecht Wärmeofleedung. Als Wärmeofleedungsmethod fir héich erhëtzend Komponenten ass et bal onméiglech ze erwaarden, datt d'Hëtzt vum Harz vun der PCB selwer geleet gëtt, awer d'Hëtzt vun der Uewerfläch vun der Komponent an d'Ëmgéigendloft ofleet.

Wéi och ëmmer, well elektronesch Produkter an d'Ära vun der Miniaturiséierung vu Komponenten, der Montage mat héijer Dicht an der Montage mat héijer Hëtzegrad agaange sinn, ass et net méi genuch, sech op d'Uewerfläch vun enger Komponent mat enger ganz klenger Uewerfläch ze verloossen, fir d'Hëtzt ofzebauen.

Gläichzäiteg, wéinst dem extensiven Asaz vu Uewerflächenmontagekomponenten wéi QFP an BGA, gëtt d'Hëtzt, déi vun de Komponenten generéiert gëtt, a groussen Quantitéiten op d'PCB-Plack iwwerdroen. Dofir ass de beschte Wee fir d'Hëtztofleedung ze léisen, d'Hëtztofleedungskapazitéit vun der PCB selwer, déi a direktem Kontakt mam Heizelement ass, ze verbesseren. Geleitend oder ausgestraalt.

PCB-Layout
Hëtztempfindlech Apparater ginn an der Géigend mat kalem Wand placéiert.

Den Temperaturmessgerät ass an der wäermster Positioun placéiert.

D'Apparater op der selwechter gedréckter Plack solle sou wäit wéi méiglech no hirem Kaloriewäert a Grad vun der Wärmeverloscht arrangéiert ginn. Apparater mat klengem Kaloriewäert oder schlechtem Hëtztbeständegkeet (wéi kleng Signaltransistoren, kleng integréiert Schaltungen, Elektrolytkondensatoren, asw.) solle am Killloftstroum placéiert ginn. Den ieweschte Stroum (um Agank), d'Apparater mat groussen Hëtzt- oder Hëtztbeständegkeet (wéi Leeschtungstransistoren, grouss integréiert Schaltungen, asw.) ginn am nooste vum Killloftstroum placéiert.

An horizontaler Richtung ginn Héichleistungsgeräter sou no wéi méiglech um Rand vun der gedréckter Plack placéiert, fir de Wärmetransferwee ze verkierzen; a vertikaler Richtung ginn Héichleistungsgeräter sou no wéi méiglech uewen um gedréckte Plack placéiert, fir den Impakt vun dësen Apparater op d'Temperatur vun aneren Apparater ze reduzéieren, wa se schaffen.

D'Hëtztofleedung vun der gedréckter Plack an der Ausrüstung hänkt haaptsächlech vum Loftstroum of, dofir sollt de Loftstroumwee beim Design studéiert ginn, an den Apparat oder d'gedréckte Leiterplack sollt vernünfteg konfiguréiert sinn.

Et ass dacks schwéier, eng strikt gläichméisseg Verdeelung während dem Designprozess z'erreechen, awer Beräicher mat ze héijer Leeschtungsdicht musse vermeit ginn, fir ze verhënneren, datt Hotspots den normale Betrib vum ganze Circuit beaflossen.

Wann et méiglech ass, ass et néideg, d'thermesch Effizienz vun der gedréckter Schaltung ze analyséieren. Zum Beispill kann de Softwaremodul fir d'Analyse vun der Thermo-Effizienz-Index, deen a verschiddene professionelle PCB-Design-Software bäigefüügt gëtt, den Designer hëllefen, den Circuit-Design ze optimiséieren.

02
Héichwärmeproduzéierend Komponenten plus Heizkierper a Wärmeleetplacken. Wann eng kleng Zuel vu Komponenten an der PCB eng grouss Quantitéit un Hëtzt generéieren (manner wéi 3), kann en Hëtzesénk oder Hëtzeréier zu den Hëtzproduzéierende Komponenten bäigefüügt ginn. Wann d'Temperatur net erofgesat ka ginn, kann en Heizkierper mat engem Ventilator benotzt ginn fir den Hëtzofleedungseffekt ze verbesseren.

Wann d'Zuel vun den Heizapparater grouss ass (méi wéi 3), kann eng grouss Wärmeofleedungsofdeckung (Platform) benotzt ginn, déi e spezielle Kühlkierper ass, deen no der Positioun an der Héicht vum Heizapparat op der PCB ugepasst ass, oder e grousse flaache Kühlkierper, deen ënnerschiddlech Héichtepositioune vun de Komponenten ausschneit. D'Wärmeofleedungsofdeckung ass integral op der Uewerfläch vum Komponent befestegt a beréiert all Komponent fir d'Hëtzt ofzebauen.

Wéinst der schlechter Héichtkonsistenz beim Montage a Schweessen vun de Komponenten ass den Effekt vun der Hëtztofleedung awer net gutt. Normalerweis gëtt e mëllen thermesche Phasenwiessel-Wärmepad op d'Uewerfläch vum Komponent bäigefüügt, fir den Effekt vun der Hëtztofleedung ze verbesseren.

03
Fir Ausrüstung, déi fräi Konvektiounsloftkillung benotzt, ass et am beschten, integréiert Schaltungen (oder aner Apparater) vertikal oder horizontal ze arrangéieren.

04
Adoptéiert e vernünftege Verdrahtungsdesign fir d'Hëtztofleedung ze garantéieren. Well den Harz an der Plack eng schlecht Wärmeleitfäegkeet huet, an d'Kupferfolieleitungen a Lächer gutt Wärmeleiter sinn, sinn d'Erhéijung vum Rescht vun der Kupferfolie an d'Erhéijung vun den Hëtzeleitungslächer déi wichtegst Mëttele fir d'Hëtztofleedung. Fir d'Hëtztofleedungskapazitéit vun der PCB ze evaluéieren, ass et néideg déi gläichwäerteg Wärmeleitfäegkeet (néng Gläichungen) vum Kompositmaterial ze berechnen, dat aus verschiddene Materialien mat ënnerschiddlecher Wärmeleitfäegkeet besteet - dem Isolatiounssubstrat fir d'PCB.

05
D'Apparater op der selwechter gedréckter Plack solle sou wäit wéi méiglech no hirem Kaloriewäert a Grad vun der Wärmeverloscht arrangéiert ginn. Apparater mat nidderegem Kaloriewäert oder schlechter Hëtztbeständegkeet (wéi kleng Signaltransistoren, kleng integréiert Schaltungen, Elektrolytkondensatoren, asw.) solle am Killloftstroum placéiert ginn. Den ieweschte Stroum (um Agank), d'Apparater mat héijer Hëtzt- oder Hëtztbeständegkeet (wéi Leeschtungstransistoren, grouss integréiert Schaltungen, asw.) ginn am nooste vum Killloftstroum placéiert.

06
An horizontaler Richtung sinn d'Héichleistungsgeräter sou no wéi méiglech um Rand vun der gedréckter Plack ubruecht, fir de Wärmetransferwee ze verkierzen; an vertikaler Richtung sinn d'Héichleistungsgeräter sou no wéi méiglech un der Spëtzt vun der gedréckter Plack ubruecht, fir den Afloss vun dësen Apparater op d'Temperatur vun aneren Apparater ze reduzéieren.

07
D'Hëtztofleedung vun der gedréckter Plack an der Ausrüstung hänkt haaptsächlech vum Loftstroum of, dofir sollt de Loftstroumwee beim Design studéiert ginn, an den Apparat oder d'gedréckte Leiterplack sollt vernünfteg konfiguréiert sinn.

Wann Loft fléisst, tendéiert se ëmmer op Plazen mat nidderegem Widderstand ze fléissen, dofir sollt een beim Konfiguréiere vun Apparater op enger gedréckter Leiterplack vermeiden, e grousse Loftraum an engem bestëmmte Beräich ze loossen.

D'Konfiguratioun vu verschiddene gedréckte Leiterplatten an der ganzer Maschinn sollt och op datselwecht Problem oppassen.

08
Den temperaturempfindlechen Apparat ass am beschten an der Géigend mat der niddregster Temperatur ze placéieren (z.B. um Buedem vum Apparat). Plazéiert en ni direkt iwwer dem Heizgerät. Et ass am beschten, verschidden Apparater horizontal ze versetzen.

09
Plazéiert d'Apparater mat dem héchste Stroumverbrauch an der Hëtztentwécklung no bei der beschter Positioun fir d'Hëtztofleedung. Plazéiert keng héichheizbar Apparater op d'Ecken an d'Ränner vun der gedréckter Plack, ausser et ass e Kühlkierper an der Géigend installéiert. Wielt beim Design vum Leeschtungswiderstand sou vill wéi méiglech en Apparat mat méi groussen Quantitéiten un, a gitt sécher datt et genuch Plaz fir d'Hëtztofleedung huet wann Dir d'Layout vun der gedréckter Plack upasst.

10
Vermeit d'Konzentratioun vun Hotspots op der PCB, verdeelt d'Energie sou gläichméisseg wéi méiglech op der PCB-Plack, an haalt d'Uewerflächentemperatur vun der PCB gläichméisseg a konsequent.