Från PCB World
För elektronisk utrustning genereras en viss mängd värme under drift, så att utrustningens inre temperatur stiger snabbt.Om värmen inte försvinner i tid kommer utrustningen att fortsätta att värmas upp och enheten kommer att misslyckas på grund av överhettning.Den elektroniska utrustningens tillförlitlighet Prestanda kommer att minska.
Därför är det mycket viktigt att genomföra en bra värmeavledningsbehandling på kretskortet.Värmeavledning av PCB-kretskortet är en mycket viktig länk, så vad är värmeavledningstekniken för PCB-kretskortet, låt oss diskutera det tillsammans nedan.
01
Värmeavledning genom själva PCB-kortet. De för närvarande allmänt använda PCB-skivorna är kopparbeklädda/epoxiglasdukssubstrat eller fenolhartsglasdukssubstrat, och en liten mängd pappersbaserade kopparbeklädda skivor används.
Även om dessa substrat har utmärkta elektriska egenskaper och bearbetningsegenskaper, har de dålig värmeavledning.Som en värmeavledningsmetod för högvärmande komponenter är det nästan omöjligt att förvänta sig att värme ska ledas av hartset från själva PCB:et, utan att avleda värme från komponentens yta till den omgivande luften.
Men eftersom elektroniska produkter har gått in i en era av miniatyrisering av komponenter, högdensitetsmontering och högvärmemontering, räcker det inte att förlita sig på ytan på en komponent med en mycket liten yta för att avleda värme.
Samtidigt, på grund av den omfattande användningen av ytmonterade komponenter som QFP och BGA, överförs värmen som genereras av komponenterna till PCB-kortet i en stor mängd.Därför är det bästa sättet att lösa värmeavledningen att förbättra värmeavledningskapaciteten hos själva PCB:et som är i direkt kontakt med värmeelementet.Leds eller utstrålas.
PCB layout
Värmekänsliga enheter placeras i området med kall vind.
Temperaturdetekteringsanordningen placeras i det varmaste läget.
Apparaterna på samma tryckta tavla bör så långt det är möjligt anordnas efter deras värmevärde och grad av värmeavledning.Enheter med lågt värmevärde eller dålig värmebeständighet (såsom små signaltransistorer, småskaliga integrerade kretsar, elektrolytkondensatorer etc.) bör placeras i kylluftflödet.Det översta flödet (vid ingången), enheterna med stort värme- eller värmemotstånd (som effekttransistorer, storskaliga integrerade kretsar etc.) placeras längst nedströms kylluftflödet.
I den horisontella riktningen placeras högeffektsenheter så nära kanten på kortet som möjligt för att förkorta värmeöverföringsvägen;i vertikal riktning placeras högeffektsenheter så nära toppen av den tryckta kortet som möjligt för att minska dessa enheters påverkan på andra enheters temperatur när de fungerar .
Värmeavledningen av det tryckta kortet i utrustningen beror huvudsakligen på luftflödet, så luftflödesvägen bör studeras under konstruktionen, och enheten eller kretskortet bör vara rimligt konfigurerat.
Det är ofta svårt att uppnå strikt enhetlig fördelning under designprocessen, men områden med för hög effekttäthet måste undvikas för att förhindra att hot spots påverkar den normala driften av hela kretsen.
Om möjligt är det nödvändigt att analysera den tryckta kretsens termiska effektivitet.Till exempel kan mjukvarumodulen för analys av termisk effektivitetsindex som läggs till i vissa professionella PCB-designprogram hjälpa designers att optimera kretsdesignen.
02
Hög värmealstrande komponenter plus radiatorer och värmeledande plattor.När ett litet antal komponenter i PCB genererar en stor mängd värme (mindre än 3), kan en kylfläns eller värmerör läggas till de värmealstrande komponenterna.När temperaturen inte kan sänkas kan den användas En radiator med fläkt för att förstärka värmeavledningseffekten.
När antalet värmeenheter är stort (mer än 3) kan ett stort värmeavledningsskydd (kort) användas, vilket är en speciell kylfläns anpassad efter positionen och höjden av värmeenheten på PCB eller en stor lägenhet kylfläns Skär ut olika komponenthöjdspositioner.Värmeavledningshöljet är integrerat böjt på ytan av komponenten, och det kommer i kontakt med varje komponent för att avleda värme.
Värmeavledningseffekten är dock inte bra på grund av den dåliga höjdkonsistensen under montering och svetsning av komponenter.Vanligtvis läggs en mjuk termisk fasförändringsdyna på komponentens yta för att förbättra värmeavledningseffekten.
03
För utrustning som använder fri konvektionsluftkylning är det bäst att arrangera integrerade kretsar (eller andra enheter) vertikalt eller horisontellt.
04
Anta en rimlig ledningsdesign för att realisera värmeavledning.Eftersom hartset i plattan har dålig värmeledningsförmåga, och kopparfolielinjerna och hålen är bra värmeledare, är ökningen av den återstående andelen kopparfolie och ökningen av värmeledningshålen det främsta sättet för värmeavledning.För att utvärdera kretskortets värmeavledningsförmåga är det nödvändigt att beräkna den ekvivalenta värmeledningsförmågan (nio ekv) för kompositmaterialet som består av olika material med olika värmeledningsförmåga - det isolerande substratet för kretskortet.
05
Apparaterna på samma tryckta tavla bör så långt det är möjligt anordnas efter deras värmevärde och grad av värmeavledning.Enheter med lågt värmevärde eller dålig värmebeständighet (såsom småsignaltransistorer, småskaliga integrerade kretsar, elektrolytiska kondensatorer etc.) bör placeras i kylluftflödet.Det översta flödet (vid ingången), enheterna med stort värme- eller värmemotstånd (som effekttransistorer, storskaliga integrerade kretsar etc.) placeras längst nedströms kylluftflödet.
06
I horisontell riktning är högeffektsanordningarna anordnade så nära kanten av den tryckta kortet som möjligt för att förkorta värmeöverföringsvägen;i vertikal riktning är högeffektsanordningarna anordnade så nära toppen av den tryckta kortet som möjligt för att minska inverkan av dessa anordningar på temperaturen hos andra anordningar..
07
Värmeavledningen av det tryckta kortet i utrustningen beror huvudsakligen på luftflödet, så luftflödesvägen bör studeras under konstruktionen, och enheten eller kretskortet bör vara rimligt konfigurerat.
När luft strömmar tenderar den alltid att flöda på platser med lågt motstånd, så när du konfigurerar enheter på ett kretskort, undvik att lämna ett stort luftrum i ett visst område.
Konfigurationen av flera tryckta kretskort i hela maskinen bör också uppmärksamma samma problem.
08
Den temperaturkänsliga enheten är bäst placerad i området med lägsta temperatur (t.ex. enhetens undersida).Placera den aldrig direkt ovanför värmeanordningen.Det är bäst att förskjuta flera enheter på det horisontella planet.
09
Placera enheterna med den högsta strömförbrukningen och värmegenereringen nära den bästa positionen för värmeavledning.Placera inte högvärmeanordningar på den tryckta kortets hörn och perifera kanter, såvida inte en kylfläns är anordnad nära den.När du designar strömmotståndet, välj en större enhet så mycket som möjligt och se till att den har tillräckligt med utrymme för värmeavledning när du justerar layouten på det tryckta kortet.
10
Undvik koncentrationen av hot spots på PCB, fördela strömmen jämnt på PCB-kortet så mycket som möjligt och håll PCB-yttemperaturens prestanda enhetlig och konsekvent.
Det är ofta svårt att uppnå strikt enhetlig fördelning under designprocessen, men områden med för hög effekttäthet måste undvikas för att förhindra att hot spots påverkar den normala driften av hela kretsen.
Om möjligt är det nödvändigt att analysera den tryckta kretsens termiska effektivitet.Till exempel kan mjukvarumodulen för analys av termisk effektivitetsindex som läggs till i vissa professionella PCB-designprogram hjälpa designers att optimera kretsdesignen.