Iz sveta PCB

Pri elektronski opremi med delovanjem nastane določena količina toplote, tako da notranja temperatura opreme hitro naraste.Če se toplota ne odvaja pravočasno, se bo oprema še naprej segrevala, naprava pa bo odpovedala zaradi pregrevanja.Zmanjšala se bo zanesljivost delovanja elektronske opreme.

Zato je zelo pomembno izvesti dobro obdelavo toplotnega odvajanja na vezju.Odvajanje toplote tiskanega vezja je zelo pomembna povezava, zato o tem, kakšna je tehnika odvajanja toplote tiskanega vezja, razpravljajmo skupaj spodaj.

01
Odvajanje toplote skozi samo PCB ploščo. Trenutno široko uporabljene PCB plošče so podlage iz bakrene/epoksidne steklene tkanine ali podlage iz steklene tkanine iz fenolne smole, uporablja pa se tudi majhna količina bakrenih plošč na osnovi papirja.

Čeprav imajo ti substrati odlične električne lastnosti in lastnosti obdelave, imajo slabo odvajanje toplote.Kot metoda odvajanja toplote za komponente z visokim segrevanjem je skoraj nemogoče pričakovati, da bo toploto prevajala sama smola tiskanega vezja, ampak da bo odvajala toploto s površine komponente v okoliški zrak.

Ker pa so elektronski izdelki vstopili v dobo miniaturizacije komponent, visoke gostote vgradnje in sestavljanja z visokim segrevanjem, ni dovolj, da se za odvajanje toplote zanašamo na površino komponente z zelo majhno površino.

Hkrati se zaradi obsežne uporabe komponent za površinsko montažo, kot sta QFP in BGA, toplota, ki jo ustvarijo komponente, v veliki količini prenese na ploščo PCB.Zato je najboljši način za rešitev odvajanja toplote izboljšanje zmogljivosti odvajanja toplote samega tiskanega vezja, ki je v neposrednem stiku z grelnim elementom.Prevedeno ali sevano.

Postavitev PCB
Toplotno občutljive naprave so nameščene v območju hladnega vetra.

Naprava za zaznavanje temperature je postavljena v najbolj vroč položaj.

Naprave na isti tiskani plošči naj bodo čim bolj razporejene glede na kurilno vrednost in stopnjo odvajanja toplote.Naprave z nizko kalorično vrednostjo ali slabo toplotno odpornostjo (kot so majhni signalni tranzistorji, majhna integrirana vezja, elektrolitski kondenzatorji itd.) je treba postaviti v tok hladilnega zraka.Najvišji tok (na vhodu), naprave z veliko toplotno ali toplotno odpornostjo (kot so močnostni tranzistorji, obsežna integrirana vezja itd.) so nameščene najbolj navzdol od toka hladilnega zraka.

V vodoravni smeri so visokozmogljive naprave nameščene čim bližje robu tiskane plošče, da skrajšajo pot prenosa toplote;v navpični smeri so visokozmogljive naprave nameščene čim bližje vrhu tiskane plošče, da se zmanjša vpliv teh naprav na temperaturo drugih naprav, ko delujejo.

Odvajanje toplote tiskane plošče v opremi je v glavnem odvisno od zračnega toka, zato je treba med načrtovanjem preučiti pot zračnega toka, napravo ali tiskano vezje pa ustrezno konfigurirati.

Med postopkom načrtovanja je pogosto težko doseči strogo enotno porazdelitev, vendar se je treba izogibati območjem s previsoko gostoto moči, da preprečimo, da bi vroče točke vplivale na normalno delovanje celotnega vezja.

Če je možno, je potrebno analizirati toplotno učinkovitost tiskanega vezja.Na primer, programski modul za analizo indeksa toplotne učinkovitosti, dodan v neki profesionalni programski opremi za načrtovanje PCB, lahko oblikovalcem pomaga optimizirati zasnovo vezja.

02
Komponente z veliko toploto ter radiatorji in toplotno prevodne plošče.Kadar majhno število komponent v tiskanem vezju proizvaja veliko količino toplote (manj kot 3), lahko komponentam, ki proizvajajo toploto, dodamo toplotno telo ali toplotno cev.Kadar temperature ni mogoče znižati, lahko uporabite radiator z ventilatorjem, da povečate učinek odvajanja toplote.

Kadar je število grelnih naprav veliko (več kot 3), se lahko uporabi velik pokrov (plošča) za odvajanje toplote, ki je poseben hladilni odvod, prilagojen glede na položaj in višino grelne naprave na tiskanem vezju ali veliki ravnini. toplotno telo Izrežite različne položaje višine komponent.Pokrov za odvajanje toplote je v celoti upognjen na površini komponente in se dotika vsake komponente, da odvaja toploto.

Vendar pa učinek odvajanja toplote ni dober zaradi slabe konsistence višine med montažo in varjenjem komponent.Običajno je na površino komponente dodana mehka toplotna toplotna podloga s fazno spremembo za izboljšanje učinka odvajanja toplote.

03
Za opremo, ki uporablja zračno hlajenje s prosto konvekcijo, je najbolje, da so integrirana vezja (ali druge naprave) nameščena navpično ali vodoravno.

04
Sprejmite razumno zasnovo ožičenja, da zagotovite odvajanje toplote.Ker ima smola v plošči slabo toplotno prevodnost, linije in luknje iz bakrene folije pa so dobri toplotni prevodniki, sta povečanje preostale količine bakrene folije in povečanje lukenj za toplotno prevodnost glavna sredstva za odvajanje toplote.Za ovrednotenje zmogljivosti odvajanja toplote PCB je treba izračunati ekvivalentno toplotno prevodnost (devet eq) kompozitnega materiala, sestavljenega iz različnih materialov z različno toplotno prevodnostjo - izolacijske podlage za PCB.

05
Naprave na isti tiskani plošči naj bodo čim bolj razporejene glede na kurilno vrednost in stopnjo odvajanja toplote.Naprave z nizko kalorično vrednostjo ali slabo toplotno odpornostjo (kot so tranzistorji majhnega signala, majhna integrirana vezja, elektrolitski kondenzatorji itd.) je treba postaviti v tok hladilnega zraka.Najvišji tok (na vhodu), naprave z veliko toplotno ali toplotno odpornostjo (kot so močnostni tranzistorji, obsežna integrirana vezja itd.) so nameščene najbolj navzdol od toka hladilnega zraka.

06
V vodoravni smeri so visokozmogljive naprave razporejene čim bližje robu tiskane plošče, da skrajšajo pot prenosa toplote;v navpični smeri so visokozmogljive naprave razporejene čim bližje vrhu tiskane plošče, da se zmanjša vpliv teh naprav na temperaturo drugih naprav..

07
Odvajanje toplote tiskane plošče v opremi je v glavnem odvisno od zračnega toka, zato je treba med načrtovanjem preučiti pot zračnega toka, napravo ali tiskano vezje pa ustrezno konfigurirati.

Ko zrak teče, vedno teče na mestih z nizkim uporom, zato pri konfiguraciji naprav na tiskanem vezju ne puščajte velikega zračnega prostora na določenem območju.

Konfiguracija več tiskanih vezij v celotnem stroju mora biti pozorna tudi na isto težavo.

08
Temperaturno občutljivo napravo je najbolje postaviti na območje z najnižjo temperaturo (kot je dno naprave).Nikoli ga ne postavljajte neposredno nad grelno napravo.Najbolje je razporediti več naprav na vodoravno ravnino.

09
Naprave z največjo porabo energije in proizvodnjo toplote postavite blizu najboljšega položaja za odvajanje toplote.Na vogale in obrobne robove tiskane plošče ne postavljajte visoko grelnih naprav, razen če je blizu nje urejeno hladilno telo.Pri načrtovanju močnostnega upora izberite čim večjo napravo in poskrbite, da ima pri prilagajanju postavitve tiskane plošče dovolj prostora za odvajanje toplote.

10
Izogibajte se koncentraciji vročih točk na tiskanem vezju, enakomerno porazdelite moč na ploščo tiskanega vezja, kolikor je to mogoče, ter ohranite delovanje površinske temperature tiskanega vezja enotno in dosledno.

Med postopkom načrtovanja je pogosto težko doseči strogo enotno porazdelitev, vendar se je treba izogibati območjem s previsoko gostoto moči, da preprečimo, da bi vroče točke vplivale na normalno delovanje celotnega vezja.

Če je možno, je potrebno analizirati toplotno učinkovitost tiskanega vezja.Na primer, programski modul za analizo indeksa toplotne učinkovitosti, dodan v neki profesionalni programski opremi za načrtovanje PCB, lahko oblikovalcem pomaga optimizirati zasnovo vezja.