Топлината, генерирана от електронното оборудване по време на работа, причинява бързо повишаване на вътрешната температура на оборудването. Ако топлината не се разсее навреме, оборудването ще продължи да се нагрява, устройството ще се повреди поради прегряване и надеждността на електронното оборудване ще намалее. Поради това е много важно да се разсейва топлината към печатната платка.

Факторен анализ на повишаването на температурата на печатната платка

Пряката причина за повишаването на температурата на печатната платка се дължи на наличието на устройства за консумация на енергия от веригата, а електронните устройства имат консумация на енергия в различна степен, а интензитетът на топлина се променя с консумацията на енергия.

Две явления на повишаване на температурата в печатни платки:
(1) Местно повишаване на температурата или повишаване на температурата на голяма площ;
(2) Краткосрочно повишаване на температурата или дългосрочно повишаване на температурата.

Когато анализирате консумацията на топлинна енергия на PCB, обикновено от следните аспекти.

Консумация на електрическа мощност
(1) Анализирайте консумацията на енергия на единица площ;
(2) Анализирайте разпределението на консумацията на енергия на печатната платка.

2. Структурата на печатната платка
(1) Размерът на печатната платка;
(2) Материал на печатната платка.

3. Метод на инсталиране на печатна платка
(1) Метод на инсталиране (като вертикална инсталация и хоризонтална инсталация);
(2) Състояние на уплътнението и разстояние от корпуса.

4. Топлинно излъчване
(1) Коефициент на излъчване на повърхността на печатната платка;
(2) Температурната разлика между печатната платка и съседната повърхност и тяхната абсолютна температура;

5. Топлопроводимост
(1) Инсталирайте радиатора;
(2) Провеждане на други конструктивни части на инсталацията.

6. Топлинна конвекция
(1) Естествена конвекция;
(2) Принудителна охлаждаща конвекция.

Анализът на горните фактори от PCB е ефективен начин за решаване на повишаването на температурата на печатната платка. Тези фактори често са свързани и зависими в даден продукт и система. Повечето фактори трябва да се анализират според действителната ситуация, само за конкретна действителна ситуация. Само в тази ситуация параметрите на повишаване на температурата и консумацията на енергия могат да бъдат правилно изчислени или оценени.

Метод за охлаждане на платката

1. Устройство с високо генериране на топлина плюс радиатор и топлопроводима плоча
Когато няколко устройства в печатната платка генерират голямо количество топлина (по-малко от 3), към устройството, генериращо топлина, може да се добави радиатор или топлинна тръба. Когато температурата не може да се понижи, може да се използва радиатор с вентилатор за подобряване на ефекта на разсейване на топлината. Когато има повече отоплителни уреди (повече от 3), може да се използва голям топлоотвеждащ капак (плоча). Това е специален радиатор, персонализиран според позицията и височината на отоплителното устройство върху печатната платка или в голям плосък радиатор. Изрежете височината на различни компоненти. Закрепете капака за разсейване на топлината към повърхността на компонента и докоснете всеки компонент, за да разсеете топлината. Въпреки това, поради лошата консистенция на компонентите по време на сглобяване и заваряване, ефектът на разсейване на топлината не е добър. Обикновено върху повърхността на компонента се добавя мека термоподложка за промяна на фазата, за да се подобри ефектът на разсейване на топлината.

2. Разсейване на топлината през самата печатна платка
Понастоящем широко използваните PCB плочи са покрити с мед/епоксидна стъклена тъкан субстрати или стъклени платнени субстрати от фенолна смола и се използват малко количество покрити с мед плочи на хартиена основа. Въпреки че тези субстрати имат отлична електрическа производителност и производителност на обработка, те имат лошо разсейване на топлината. Като път за разсейване на топлината за високо генериращи топлина компоненти, самата печатна платка едва ли може да се очаква да провежда топлина от смолата на печатната платка, но да разсейва топлината от повърхността на компонента към околния въздух. Въпреки това, тъй като електронните продукти навлязоха в ерата на миниатюризиране на компонентите, инсталация с висока плътност и сглобяване с висока топлина, не е достатъчно да се разчита на повърхността на компоненти с много малка повърхност за разсейване на топлината. В същото време, поради интензивното използване на повърхностно монтирани компоненти като QFP и BGA, топлината, генерирана от компонентите, се прехвърля към печатната платка в големи количества. Следователно, най-добрият начин за решаване на разсейването на топлината е да се подобри капацитетът на разсейване на топлината на самата печатна платка в директен контакт с нагревателния елемент. Провеждане или излъчване.

3. Приемете разумен дизайн на маршрута, за да постигнете разсейване на топлината
Тъй като топлопроводимостта на смолата в листа е лоша, а линиите и отворите от медно фолио са добри проводници на топлина, подобряването на остатъчната скорост на медното фолио и увеличаването на отворите за топлопроводимост са основните средства за разсейване на топлината.
За да се оцени капацитетът на разсейване на топлината на PCB, е необходимо да се изчисли еквивалентната топлопроводимост (девет eq) на композитния материал, съставен от различни материали с различни коефициенти на топлопроводимост - изолационният субстрат за PCB.

4. За оборудване, което използва въздушно охлаждане със свободна конвекция, най-добре е да подредите интегралните схеми (или други устройства) вертикално или хоризонтално.

5. Устройствата на една и съща печатна платка трябва да бъдат подредени според тяхното генериране на топлина и разсейване на топлина, доколкото е възможно. Устройства с малко генериране на топлина или слаба устойчивост на топлина (като малки сигнални транзистори, малки интегрални схеми, електролитни кондензатори и др.) се поставят в най-горния поток на охлаждащия въздушен поток (на входа), устройства с голямо генериране на топлина или добра топлоустойчивост (като мощни транзистори, широкомащабни интегрални схеми и т.н.) се поставят най-надолу по потока на охлаждащия въздушен поток.

6. В хоризонтална посока устройствата с висока мощност трябва да се поставят възможно най-близо до ръба на печатната платка, за да се скъси пътя на топлообмен; във вертикална посока устройствата с висока мощност трябва да се поставят възможно най-близо до горната част на печатната платка, за да се намали температурата на тези устройства при работа с други устройства Impact.

7. Чувствителното към температура устройство е най-добре да се постави в зоната с най-ниска температура (като долната част на устройството). Никога не го поставяйте директно над устройството, генериращо топлина. Множество устройства за предпочитане са подредени в хоризонтална равнина.

8. Разсейването на топлината на печатната платка в оборудването зависи главно от въздушния поток, така че пътят на въздушния поток трябва да бъде проучен при проектирането и устройството или печатната платка трябва да бъдат разумно конфигурирани. Когато въздухът тече, той винаги се стреми да тече там, където съпротивлението е малко, така че при конфигуриране на устройства на печатната платка е необходимо да се избягва оставянето на голямо въздушно пространство в определена зона. Конфигурацията на множество печатни платки в цялата машина също трябва да обърне внимание на същия проблем.

9. Избягвайте концентрацията на горещи точки върху печатната платка, разпределяйте мощността равномерно върху печатната платка, доколкото е възможно, и поддържайте температурните показатели на повърхността на печатната платка еднакви и постоянни. Често е трудно да се постигне строго равномерно разпределение в процеса на проектиране, но е необходимо да се избягват зони с твърде висока плътност на мощността, за да се избегнат горещи точки, които засягат нормалната работа на цялата верига. Ако условията позволяват, е необходим анализ на топлинната ефективност на печатни платки. Например софтуерните модули за анализ на индекса на топлинна ефективност, добавени в някои професионални софтуери за проектиране на печатни платки, могат да помогнат на дизайнерите да оптимизират дизайна на веригата.