Bu 10 basit ve pratik PCB ısı dağıtma yöntemi

PCB Dünyasından

Elektronik ekipmanlar için, çalışma sırasında belirli bir miktarda ısı üretilir, böylece ekipmanın iç sıcaklığı hızla yükselir.Isı zamanında dağılmazsa ekipman ısınmaya devam edecek ve aşırı ısınma nedeniyle cihaz arızalanacaktır.Elektronik ekipmanın güvenilirliği Performansı azalacaktır.

Bu nedenle devre kartı üzerinde iyi bir ısı dağılımı işleminin yapılması çok önemlidir.PCB devre kartının ısı dağıtımı çok önemli bir bağlantıdır, bu nedenle PCB devre kartının ısı dağıtımı tekniği nedir, aşağıda birlikte tartışalım.

01
PCB kartının kendisinden ısı dağıtımı Şu anda yaygın olarak kullanılan PCB kartları, bakır kaplı/epoksi cam kumaş alt tabakalar veya fenolik reçine cam kumaş alt tabakalardır ve az miktarda kağıt bazlı bakır kaplı levhalar kullanılmaktadır.

Bu alt tabakalar mükemmel elektriksel özelliklere ve işleme özelliklerine sahip olmalarına rağmen, zayıf ısı yayılımına sahiptirler.Yüksek ısınan bileşenler için bir ısı dağıtma yöntemi olarak, ısının PCB'nin reçinesinin kendisi tarafından iletilmesini beklemek, ancak ısının bileşenin yüzeyinden çevredeki havaya dağıtılmasını beklemek neredeyse imkansızdır.

Bununla birlikte, elektronik ürünler bileşenlerin minyatürleştirilmesi, yüksek yoğunluklu montaj ve yüksek ısıtmalı montaj çağına girdiğinden, ısıyı dağıtmak için çok küçük yüzey alanına sahip bir bileşenin yüzeyine güvenmek yeterli değildir.

Aynı zamanda QFP ve BGA gibi yüzeye monte bileşenlerin yoğun kullanımı nedeniyle bileşenlerin ürettiği ısı büyük miktarda PCB kartına aktarılır.Bu nedenle, ısı dağılımını çözmenin en iyi yolu, ısıtma elemanı ile doğrudan temas halinde olan PCB'nin kendisinin ısı yayma kapasitesini arttırmaktır.İletilen veya yayılan.

PCB düzeni
Soğuk rüzgar alanına termal duyarlı cihazlar yerleştirilir.

Sıcaklık algılama cihazı en sıcak konuma yerleştirilir.

Aynı baskılı devre kartı üzerindeki cihazlar mümkün olduğu kadar kalorifik değerlerine ve ısı yayılım derecelerine göre yerleştirilmelidir.Soğutma havası akışına kalorifik değeri küçük veya ısı direnci zayıf olan cihazlar (küçük sinyal transistörleri, küçük ölçekli entegre devreler, elektrolitik kapasitörler vb.) yerleştirilmelidir.En üst akış (girişte), büyük ısı veya ısı direncine sahip cihazlar (güç transistörleri, büyük ölçekli entegre devreler vb.) soğutma hava akışının en aşağı akışına yerleştirilir.

Yatay yönde, yüksek güçlü cihazlar, ısı transfer yolunu kısaltmak için baskılı kartın kenarına mümkün olduğunca yakın yerleştirilir;dikey yönde, yüksek güçlü cihazlar, bu cihazların çalışırken diğer cihazların sıcaklığı üzerindeki etkisini azaltmak için baskılı kartın üst kısmına mümkün olduğunca yakın yerleştirilir.

Ekipmandaki baskılı devre kartının ısı dağılımı esas olarak hava akışına bağlıdır, bu nedenle tasarım sırasında hava akış yolu incelenmeli ve cihaz veya baskılı devre kartı makul şekilde yapılandırılmalıdır.

Tasarım süreci sırasında katı ve düzgün bir dağılım elde etmek genellikle zordur, ancak sıcak noktaların tüm devrenin normal çalışmasını etkilemesini önlemek için çok yüksek güç yoğunluğuna sahip alanlardan kaçınılmalıdır.

Mümkünse baskılı devrenin ısıl verimliliğinin analiz edilmesi gerekir.Örneğin, bazı profesyonel PCB tasarım yazılımlarına eklenen termal verimlilik indeksi analiz yazılım modülü, tasarımcıların devre tasarımını optimize etmesine yardımcı olabilir.

02
Yüksek ısı üreten bileşenlerin yanı sıra radyatörler ve ısı ileten plakalar.PCB'deki az sayıda bileşen büyük miktarda ısı ürettiğinde (3'ten az), ısı üreten bileşenlere bir soğutucu veya ısı borusu eklenebilir.Sıcaklık düşürülemediğinde, ısı dağıtım etkisini arttırmak için fanlı bir radyatör kullanılabilir.

Isıtma cihazı sayısı fazla olduğunda (3'ten fazla), ısıtma cihazının PCB üzerindeki konumu ve yüksekliğine göre özelleştirilmiş özel bir soğutucu olan büyük bir ısı dağıtma kapağı (kart) veya büyük bir düz yüzey kullanılabilir. ısı emici Farklı bileşen yükseklik konumlarını kesin.Isı dağıtma kapağı bileşenin yüzeyine bütünleşik olarak bükülmüştür ve ısıyı dağıtmak için her bileşenle temas eder.

Ancak bileşenlerin montajı ve kaynaklanması sırasında yüksekliğin zayıf tutarlılığı nedeniyle ısı dağıtım etkisi iyi değildir.Genellikle, ısı dağıtım etkisini iyileştirmek için bileşenin yüzeyine yumuşak bir termal faz değişimli termal ped eklenir.

03
Serbest konveksiyonlu hava soğutmayı benimseyen ekipmanlar için entegre devreleri (veya diğer cihazları) dikey veya yatay olarak düzenlemek en iyisidir.

04
Isı dağılımını gerçekleştirmek için makul bir kablolama tasarımı benimseyin.Plakadaki reçinenin ısı iletkenliği zayıf olduğundan ve bakır folyo hatları ve delikleri iyi ısı iletkenleri olduğundan, kalan bakır folyo oranının arttırılması ve ısı iletim deliklerinin arttırılması, ısı dağıtımının ana yoludur.PCB'nin ısı dağıtma kapasitesini değerlendirmek için, PCB'nin yalıtım alt katmanı olan farklı termal iletkenliğe sahip çeşitli malzemelerden oluşan kompozit malzemenin eşdeğer termal iletkenliğini (dokuz eşdeğer) hesaplamak gerekir.

05
Aynı baskılı devre kartı üzerindeki cihazlar mümkün olduğu kadar kalorifik değerlerine ve ısı yayılım derecelerine göre yerleştirilmelidir.Isıl değeri düşük veya ısı direnci zayıf olan cihazlar (küçük sinyal transistörleri, küçük ölçekli entegre devreler, elektrolitik kapasitörler vb.) soğutma hava akışına yerleştirilmelidir.En üst akış (girişte), büyük ısı veya ısı direncine sahip cihazlar (güç transistörleri, büyük ölçekli entegre devreler vb.) soğutma hava akışının en aşağı akışına yerleştirilir.

06
Yatay yönde, yüksek güçlü cihazlar, ısı transfer yolunu kısaltmak için baskılı kartın kenarına mümkün olduğunca yakın düzenlenir;dikey yönde, yüksek güçlü cihazlar, bu cihazların diğer cihazların sıcaklığı üzerindeki etkisini azaltmak için baskılı kartın üst kısmına mümkün olduğunca yakın düzenlenir..

07
Ekipmandaki baskılı devre kartının ısı dağılımı esas olarak hava akışına bağlıdır, bu nedenle tasarım sırasında hava akış yolu incelenmeli ve cihaz veya baskılı devre kartı makul şekilde yapılandırılmalıdır.

Hava aktığında her zaman düşük dirençli yerlerden akma eğilimi gösterir, bu nedenle cihazları baskılı devre kartı üzerinde yapılandırırken belirli bir alanda geniş bir hava sahası bırakmaktan kaçının.

Makinenin tamamında birden fazla baskılı devre kartının yapılandırılmasında da aynı soruna dikkat edilmelidir.

08
Sıcaklığa duyarlı cihazın en düşük sıcaklık alanına (cihazın altı gibi) yerleştirilmesi en iyisidir.Asla doğrudan ısıtma cihazının üzerine koymayın.Birden fazla cihazı yatay düzlemde kademeli olarak yerleştirmek en iyisidir.

09
En yüksek güç tüketimine ve ısı üretimine sahip cihazları, ısı dağıtımı için en iyi konuma yakın bir yere yerleştirin.Yakınına bir ısı emici düzenlenmediği sürece, baskılı kartın köşelerine ve çevre kenarlarına yüksek ısıtıcı cihazlar yerleştirmeyin.Güç direncini tasarlarken mümkün olduğunca daha büyük bir cihaz seçin ve baskılı devre kartının düzenini ayarlarken ısı dağıtımı için yeterli alana sahip olmasını sağlayın.

10
PCB üzerindeki sıcak noktaların yoğunlaşmasından kaçının, gücü PCB kartına mümkün olduğunca eşit şekilde dağıtın ve PCB yüzey sıcaklığı performansını eşit ve tutarlı tutun.