Fra PCB-verdenen

For elektronisk utstyr genereres en viss mengde varme under drift, slik at den indre temperaturen i utstyret stiger raskt. Hvis varmen ikke avledes i tide, vil utstyret fortsette å varmes opp, og enheten vil svikte på grunn av overoppheting. Påliteligheten til det elektroniske utstyret vil reduseres. Ytelsen vil reduseres.

Derfor er det svært viktig å utføre en god varmespredningsbehandling på kretskortet. Varmespredningen til PCB-kretskortet er en svært viktig kobling, så hva er varmespredningsteknikken til PCB-kretskortet, la oss diskutere det sammen nedenfor.

01
Varmeavledning gjennom selve PCB-kortet De for tiden mye brukte PCB-kortene er kobberkledde/epoksy-glassduksubstrater eller fenolharpiks-glassduksubstrater, og en liten mengde papirbaserte kobberkledde kort brukes.

Selv om disse substratene har utmerkede elektriske egenskaper og prosesseringsegenskaper, har de dårlig varmespredning. Som varmespredningsmetode for komponenter som utsettes for høy varme, er det nesten umulig å forvente at varmen skal ledes av harpiksen i selve PCB-en, men at den sprer varmen fra komponentens overflate til den omkringliggende luften.

Men ettersom elektroniske produkter har gått inn i en æra med miniatyrisering av komponenter, montering med høy tetthet og montering med høy varme, er det ikke nok å stole på overflaten til en komponent med et veldig lite overflateareal for å avlede varme.

Samtidig, på grunn av den utstrakte bruken av overflatemonterte komponenter som QFP og BGA, overføres varmen som genereres av komponentene i store mengder til PCB-kortet. Derfor er den beste måten å løse varmespredningsproblemet på å forbedre varmespredningskapasiteten til selve PCB-en som er i direkte kontakt med varmeelementet. Ledet eller utstrålt.

PCB-oppsett
Termisk følsomme enheter plasseres i området med kald vind.

Temperaturmåleren er plassert i den varmeste posisjonen.

Enhetene på samme kretskort bør plasseres så langt det er mulig i henhold til deres brennverdi og grad av varmespredning. Enheter med lav brennverdi eller dårlig varmebestandighet (som små signaltransistorer, småskala integrerte kretser, elektrolyttiske kondensatorer osv.) bør plasseres i kjøleluftstrømmen. Den øverste strømmen (ved inngangen), enheter med stor varme- eller varmebestandighet (som effekttransistorer, store integrerte kretser osv.) plasseres lengst nedstrøms for kjøleluftstrømmen.

I horisontal retning plasseres høyeffektsenheter så nær kanten av kretskortet som mulig for å forkorte varmeoverføringsbanen; i vertikal retning plasseres høyeffektsenheter så nær toppen av kretskortet som mulig for å redusere påvirkningen disse enhetene har på temperaturen til andre enheter når de er i drift.

Varmespredningen til kretskortet i utstyret er hovedsakelig avhengig av luftstrømmen, så luftstrømningsbanen bør studeres under designen, og enheten eller kretskortet bør konfigureres på en rimelig måte.

Det er ofte vanskelig å oppnå streng, jevn fordeling under designprosessen, men områder med for høy effekttetthet må unngås for å forhindre at varme punkter påvirker den normale driften av hele kretsen.

Hvis mulig, er det nødvendig å analysere den termiske virkningsgraden til den trykte kretsen. For eksempel kan programvaremodulen for analyse av termisk virkningsgradsindeks, som er lagt til i noen profesjonelle PCB-designprogrammer, hjelpe designere med å optimalisere kretsdesignet.

02
Komponenter med høy varmeavgivelse pluss radiatorer og varmeledende plater. Når et lite antall komponenter i PCB-en genererer en stor mengde varme (mindre enn 3), kan en kjøleribbe eller varmerør legges til de varmeavgivende komponentene. Når temperaturen ikke kan senkes, kan det brukes en radiator med vifte for å forbedre varmeavledningseffekten.

Når antallet varmeelementer er stort (mer enn 3), kan man bruke et stort varmeavledningsdeksel (kort), som er en spesiell kjøleribbe tilpasset varmeelementets plassering og høyde på kretskortet, eller en stor, flat kjøleribbe. Skjær ut forskjellige komponenthøyder. Varmeavledningsdekselet er integrert festet på overflaten av komponenten, og det er i kontakt med hver komponent for å avlede varme.

Varmeavledningseffekten er imidlertid ikke god på grunn av den dårlige høydekonsistensen under montering og sveising av komponenter. Vanligvis legges en myk termisk faseendrings-termisk pute på overflaten av komponenten for å forbedre varmeavledningseffekten.

03
For utstyr som bruker fri konveksjonsluftkjøling, er det best å plassere integrerte kretser (eller andre enheter) vertikalt eller horisontalt.

04
Bruk en rimelig ledningsdesign for å oppnå varmespredning. Fordi harpiksen i platen har dårlig varmeledningsevne, og kobberfoliens linjer og hull er gode varmeledere, er det viktigste middelet for varmespredning å øke den gjenværende mengden kobberfolie og øke varmeledningshullene. For å evaluere varmespredningskapasiteten til PCB-en, er det nødvendig å beregne den ekvivalente varmeledningsevnen (ni ekv.) til komposittmaterialet som er sammensatt av forskjellige materialer med ulik varmeledningsevne – det isolerende substratet for PCB-en.

05
Enhetene på samme kretskort bør plasseres så langt det er mulig i henhold til deres brennverdi og grad av varmespredning. Enheter med lav brennverdi eller dårlig varmebestandighet (som småsignaltransistorer, småskala integrerte kretser, elektrolyttiske kondensatorer osv.) bør plasseres i kjøleluftstrømmen. Den øverste strømmen (ved inngangen), enheter med stor varme- eller varmebestandighet (som effekttransistorer, storskala integrerte kretser osv.) plasseres lengst nedstrøms for kjøleluftstrømmen.

06
I horisontal retning er høyeffektsenhetene plassert så nær kanten av kretskortet som mulig for å forkorte varmeoverføringsbanen; i vertikal retning er høyeffektsenhetene plassert så nær toppen av kretskortet som mulig for å redusere påvirkningen disse enhetene har på temperaturen til andre enheter.

07
Varmespredningen til kretskortet i utstyret er hovedsakelig avhengig av luftstrømmen, så luftstrømningsbanen bør studeres under designen, og enheten eller kretskortet bør konfigureres på en rimelig måte.

Når luft strømmer, har den en tendens til å strømme på steder med lav motstand, så når du konfigurerer enheter på et kretskort, bør du unngå å etterlate et stort luftrom i et bestemt område.

Konfigurasjonen av flere kretskort i hele maskinen bør også ta hensyn til det samme problemet.

08
Den temperaturfølsomme enheten plasseres best i området med lavest temperatur (for eksempel undersiden av enheten). Plasser den aldri rett over varmeenheten. Det er best å forskyve flere enheter horisontalt.

09
Plasser enhetene med høyest strømforbruk og varmeutvikling nær den beste posisjonen for varmespredning. Ikke plasser enheter med høy varme i hjørnene og ytterkantene av kretskortet, med mindre det er plassert en kjøleribbe i nærheten. Når du designer effektmotstanden, velg en større enhet som mulig, og sørg for at den har nok plass til varmespredning når du justerer kretskortets layout.

10
Unngå konsentrasjon av varme punkter på PCB-kortet, fordel strømmen jevnt på PCB-kortet så mye som mulig, og hold PCB-overflatetemperaturen jevn og konsistent.

Det er ofte vanskelig å oppnå streng, jevn fordeling under designprosessen, men områder med for høy effekttetthet må unngås for å forhindre at varme punkter påvirker den normale driften av hele kretsen.

Hvis mulig, er det nødvendig å analysere den termiske virkningsgraden til den trykte kretsen. For eksempel kan programvaremodulen for analyse av termisk virkningsgradsindeks, som er lagt til i noen profesjonelle PCB-designprogrammer, hjelpe designere med å optimalisere kretsdesignet.