La calor generada per equips electrònics durant el funcionament fa que la temperatura interna de l’equip augmenti ràpidament. Si la calor no es dissipa a temps, l’equip continuarà escalfant -se, el dispositiu fallarà a causa d’un sobreescalfament i la fiabilitat dels equips electrònics disminuirà. Per tant, és molt important dissipar la calor a la placa del circuit.

Anàlisi de factors de l'augment de la temperatura de la placa de circuit imprès

La causa directa de l’augment de la temperatura de la placa impresa es deu a la presència de dispositius de consum d’energia del circuit i els dispositius electrònics tenen un consum d’energia en diferents graus i la intensitat de calor canvia amb el consum d’energia.

Dos fenòmens de temperatura augmenten en els taulers impresos:
(1) augment de la temperatura local o augment de la temperatura de la superfície;
(2) Augment de la temperatura a curt termini o augment de la temperatura a llarg termini.

A l’hora d’analitzar el consum d’energia tèrmica del PCB, generalment dels aspectes següents.

Consum elèctric d'energia
(1) Analitzar el consum d'energia per unitat d'àrea;
(2) Analitzeu la distribució del consum d'energia a la placa de circuit PCB.

2. L’estructura del tauler imprès
(1) la mida de la placa impresa;
(2) Material del tauler imprès.

3. Mètode d’instal·lació de la placa impresa
(1) Mètode d'instal·lació (com ara instal·lació vertical i instal·lació horitzontal);
(2) Estat de segellat i distància de la carcassa.

4. Radiació tèrmica
(1) Emissivitat de la superfície de la placa impresa;
(2) la diferència de temperatura entre la placa impresa i la superfície contigua i la seva temperatura absoluta;

5. Conducció de calor
(1) Instal·leu el radiador;
(2) Conducció d'altres parts estructurals d'instal·lació.

6. Convecció tèrmica
(1) Convecció natural;
(2) Convecció de refrigeració forçada.

L’anàlisi dels factors anteriors del PCB és una manera eficaç de resoldre l’augment de la temperatura de la placa impresa. Aquests factors sovint estan relacionats i depenen en un producte i sistema. La majoria dels factors s’han d’analitzar segons la situació real, només per a una situació real específica. Només en aquesta situació es poden calcular o estimar correctament els paràmetres d’augment de la temperatura i el consum d’energia.

Mètode de refrigeració de la placa de circuit

1. Dispositiu de generació de calor elevada més placa de calor i placa de conducció de calor
Quan uns quants dispositius del PCB generen una gran quantitat de calor (menys de 3), es pot afegir un dissipador de calor o canonada de calor al dispositiu que genera la calor. Quan no es pot baixar la temperatura, es pot utilitzar un dissipador de calor amb ventilador per millorar l'efecte de dissipació de calor. Quan hi ha més dispositius de calefacció (més de 3), es pot utilitzar una gran coberta de dissipació de calor (placa). És un radiador especial personalitzat segons la posició i l'alçada del dispositiu de calefacció a la placa PCB o en un radiador pla gran tallat l'alçada de diferents components. Fixeu la coberta de dissipació de calor a la superfície del component i poseu -vos en contacte amb cada component per dissipar la calor. No obstant això, a causa de la mala consistència dels components durant el muntatge i la soldadura, l'efecte de dissipació de calor no és bo. Normalment s’afegeix un coixinet tèrmic de canvi tèrmic suau a la superfície del component per millorar l’efecte de dissipació de calor.

2. Dissipació de calor a través del propi PCB
Actualment, les plaques de PCB àmpliament utilitzades són substrats de tela de vidre de coure/epoxi o substrats de tela de resina fenòlica i s’utilitzen una petita quantitat de plaques de coure basades en paper. Tot i que aquests substrats tenen un rendiment elèctric i un rendiment elèctric excel·lents, tenen una mala dissipació de calor. Com a ruta de dissipació de calor per a components que generen calor, el PCB gairebé no es pot esperar que realitzi calor des de la resina del PCB, sinó que dissipi la calor de la superfície del component a l’aire circumdant. No obstant això, com que els productes electrònics han entrat en l'era de la miniaturització de components, la instal·lació d'alta densitat i el muntatge de calor, no n'hi ha prou de confiar en la superfície de components amb una superfície molt petita per dissipar la calor. Al mateix temps, a causa del pesat ús de components muntats en superfície com QFP i BGA, la calor generada pels components es transfereix a la placa PCB en grans quantitats. Per tant, la millor manera de resoldre la dissipació de calor és millorar la capacitat de dissipació de calor del propi PCB en contacte directe amb l’element de calefacció. Conduir o emetre.

3.
Com que la conductivitat tèrmica de la resina a la xapa és deficient, i les línies de paper i els forats de coure són bons conductors de calor, millorant la velocitat residual de paper de coure i augmentar els forats de conducció tèrmica són el mitjà principal de dissipació de calor.
Per avaluar la capacitat de dissipació de calor del PCB, cal calcular la conductivitat tèrmica equivalent (nou EQ) del material compost compost per diversos materials amb diferents coeficients de conductivitat tèrmica: el substrat aïllant per a PCB.

4. Per a equips que utilitzin refrigeració d’aire de convecció gratuïta, el millor és organitzar els circuits integrats (o altres dispositius) verticalment o horitzontalment.

5. Els dispositius del mateix tauler imprès s’han d’organitzar segons la seva generació de calor i dissipació de calor tant com sigui possible. Els dispositius amb una petita generació de calor o una mala resistència a la calor (com ara transistors de senyal petits, circuits integrats a petita escala, condensadors electrolítics amb una gran generació de calor o bona resistència a la calor (com ara transistors de potència, circuits integrats a gran escala, etc.) es col·loquen a la major part del flux de refrigeració.

6. En la direcció horitzontal, els dispositius d’alta potència s’han de situar el més a prop possible a la vora de la placa impresa per escurçar la ruta de transferència de calor; En la direcció vertical, els dispositius d’alta potència s’han de situar el més a prop possible a la part superior del tauler imprès per reduir la temperatura d’aquests dispositius quan es treballen en altres dispositius.

7. El dispositiu sensible a la temperatura es col·loca millor a la zona amb la temperatura més baixa (com la part inferior del dispositiu). No poseu-lo mai directament a sobre del dispositiu que genera la calor. Preferiblement, diversos dispositius estan esglaonats al pla horitzontal.

8. La dissipació de calor de la placa impresa de l'equip depèn principalment del flux d'aire, de manera que s'hauria d'estudiar la ruta del flux d'aire en el disseny i s'ha de configurar raonablement el dispositiu o la placa de circuit imprès. Quan l’aire flueix, sempre tendeix a fluir allà on la resistència és petita, de manera que quan es configuren dispositius a la placa de circuit imprès, és necessari evitar deixar un gran espai d’aire en una determinada zona. La configuració de diverses plaques de circuit impreses a tota la màquina també ha de parar atenció al mateix problema.

9. Eviteu la concentració de punts calents al PCB, distribuïu la potència uniformement al PCB el màxim possible i mantingueu el rendiment de la temperatura de la superfície PCB uniforme i coherent. Sovint és difícil aconseguir una distribució uniforme estricta en el procés de disseny, però és necessari evitar zones amb una densitat de potència massa alta per evitar punts calents que afectin el funcionament normal de tot el circuit. Si les condicions ho permeten, és necessària una anàlisi d’eficiència tèrmica dels circuits impresos. Per exemple, els mòduls de programari d’anàlisi d’índex d’eficiència tèrmica afegits en algun programari professional de disseny de PCB poden ajudar els dissenyadors a optimitzar el disseny del circuit.