Těchto 10 jednoduchých a praktických metod rozptylu tepla PCB

Ze světa PCB

U elektronických zařízení se během provozu vytváří určité množství tepla, takže vnitřní teplota zařízení rychle stoupá.Pokud se teplo neodvede včas, zařízení se bude nadále zahřívat a zařízení selže v důsledku přehřátí.Spolehlivost elektronického zařízení Výkon se sníží.

Proto je velmi důležité provést na desce plošných spojů dobrý odvod tepla.Odvod tepla plošného spoje je velmi důležitým článkem, takže jaká je technika odvodu tepla plošného spoje, pojďme si to společně probrat níže.

01
Odvod tepla samotnou deskou PCB V současné době široce používanými deskami PCB jsou substráty plátované mědí/epoxidovou skelnou tkaninou nebo substráty skelné tkaniny z fenolové pryskyřice a používá se malé množství desek plátovaných mědí na bázi papíru.

Přestože tyto substráty mají vynikající elektrické vlastnosti a zpracovatelské vlastnosti, mají špatný odvod tepla.Jako způsob odvodu tepla u vysoce zahřívaných součástek je téměř nemožné očekávat, že teplo bude vedeno samotnou pryskyřicí desky plošných spojů, ale bude teplo odvádět z povrchu součástky do okolního vzduchu.

Jelikož však elektronické produkty vstoupily do éry miniaturizace součástek, montáže s vysokou hustotou a montáže s vysokým zahříváním, nestačí se spoléhat na to, že teplo odvádí povrch součástky s velmi malým povrchem.

Zároveň díky rozsáhlému použití součástek pro povrchovou montáž, jako jsou QFP a BGA, se teplo generované součástkami ve velkém přenáší na desku PCB.Proto je nejlepším způsobem, jak vyřešit odvod tepla, zlepšit schopnost odvodu tepla samotné desky plošných spojů, která je v přímém kontaktu s topným tělesem.Vedené nebo vyzařované.

Rozložení PCB
Tepelně citlivá zařízení jsou umístěna v oblasti studeného větru.

Zařízení pro detekci teploty je umístěno v nejteplejší poloze.

Zařízení na stejné desce plošných spojů by měla být uspořádána pokud možno podle jejich výhřevnosti a stupně odvodu tepla.Zařízení s malou výhřevností nebo špatnou tepelnou odolností (jako jsou malé signálové tranzistory, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atd.) by měly být umístěny v proudu chladicího vzduchu.Nejvyšší proud (na vstupu), zařízení s velkým tepelným nebo tepelným odporem (jako jsou výkonové tranzistory, rozsáhlé integrované obvody atd.) jsou umístěny nejvíce za proudem chladicího vzduchu.

V horizontálním směru jsou zařízení s vysokým výkonem umístěna co nejblíže okraji desky s plošnými spoji, aby se zkrátila cesta přenosu tepla;ve vertikálním směru jsou zařízení s vysokým výkonem umístěna co nejblíže k horní části desky s plošnými spoji, aby se snížil vliv těchto zařízení na teplotu jiných zařízení při jejich práci.

Odvod tepla z desky s plošnými spoji v zařízení závisí hlavně na proudění vzduchu, takže dráha proudění vzduchu by měla být studována během návrhu a zařízení nebo deska s plošnými spoji by měla být přiměřeně nakonfigurována.

Často je obtížné dosáhnout přísné rovnoměrné distribuce během procesu návrhu, ale je třeba se vyhnout oblastem s příliš vysokou hustotou výkonu, aby se zabránilo tomu, že horká místa ovlivní normální provoz celého okruhu.

Pokud je to možné, je nutné analyzovat tepelnou účinnost tištěného spoje.Například softwarový modul pro analýzu indexu tepelné účinnosti přidaný do některého profesionálního softwaru pro návrh PCB může návrhářům pomoci optimalizovat návrh obvodu.

02
Komponenty generující vysoké teplo plus radiátory a teplovodivé desky.Když malý počet součástek v PCB generuje velké množství tepla (méně než 3), lze k součástkám generujícím teplo přidat chladič nebo heat pipe.Když nelze teplotu snížit, lze použít radiátor s ventilátorem pro zvýšení efektu odvodu tepla.

Pokud je počet topných zařízení velký (více než 3), lze použít velký kryt pro odvod tepla (desku), což je speciální chladič přizpůsobený podle polohy a výšky topného zařízení na desce plošných spojů nebo velké ploše chladič Vyřízněte různé polohy výšky komponentu.Kryt pro odvod tepla je integrálně vyboulen na povrchu součásti a je v kontaktu s každou součástí, aby odváděl teplo.

Účinek odvodu tepla však není dobrý kvůli špatné konzistenci výšky při montáži a svařování součástí.Obvykle se na povrch součásti přidá měkká tepelná podložka se změnou fáze, aby se zlepšil účinek rozptylu tepla.

03
U zařízení, která využívají chlazení vzduchem s volným prouděním vzduchu, je nejlepší uspořádat integrované obvody (nebo jiná zařízení) svisle nebo vodorovně.

04
Přijměte rozumný návrh kabeláže, abyste realizovali odvod tepla.Protože pryskyřice v desce má špatnou tepelnou vodivost a čáry a otvory v měděné fólii jsou dobrými vodiči tepla, je zvýšení zbývajícího množství měděné fólie a zvětšení otvorů pro vedení tepla hlavním prostředkem pro odvod tepla.Pro vyhodnocení schopnosti odvodu tepla DPS je nutné vypočítat ekvivalentní tepelnou vodivost (devět ekv.) kompozitního materiálu složeného z různých materiálů s různou tepelnou vodivostí - izolačního substrátu pro DPS.

05
Zařízení na stejné desce plošných spojů by měla být uspořádána pokud možno podle jejich výhřevnosti a stupně odvodu tepla.Zařízení s nízkou výhřevností nebo špatnou tepelnou odolností (jako jsou tranzistory s malým signálem, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atd.) by měly být umístěny v proudu chladicího vzduchu.Nejvyšší proud (na vstupu), zařízení s velkým tepelným nebo tepelným odporem (jako jsou výkonové tranzistory, rozsáhlé integrované obvody atd.) jsou umístěny nejvíce za proudem chladicího vzduchu.

06
Ve vodorovném směru jsou výkonná zařízení uspořádána co nejblíže k okraji desky s plošnými spoji, aby se zkrátila cesta přenosu tepla;ve vertikálním směru jsou zařízení s vysokým výkonem uspořádána co nejblíže k horní části desky s plošnými spoji, aby se snížil vliv těchto zařízení na teplotu ostatních zařízení..

07
Odvod tepla z desky s plošnými spoji v zařízení závisí hlavně na proudění vzduchu, takže dráha proudění vzduchu by měla být studována během návrhu a zařízení nebo deska s plošnými spoji by měla být přiměřeně nakonfigurována.

Když vzduch proudí, má vždy tendenci proudit v místech s nízkým odporem, takže při konfiguraci zařízení na desce s plošnými spoji se vyhněte ponechání velkého vzdušného prostoru v určité oblasti.

Stejnému problému by měla věnovat pozornost i konfigurace více desek plošných spojů v celém stroji.

08
Zařízení citlivé na teplotu je nejlepší umístit do oblasti s nejnižší teplotou (jako je spodní část zařízení).Nikdy jej neumísťujte přímo nad topné zařízení.Nejlepší je rozmístit více zařízení ve vodorovné rovině.

09
Umístěte zařízení s nejvyšší spotřebou energie a vyvíjejícím se teplem do blízkosti nejlepší pozice pro odvod tepla.Neumísťujte zařízení s vysokým ohřevem na rohy a obvodové okraje tištěné desky, pokud v jejich blízkosti není umístěn chladič.Při návrhu výkonového rezistoru volte co nejvíce větší zařízení a při úpravě rozložení plošného spoje mu dejte dostatek prostoru pro odvod tepla.

10
Vyhněte se koncentraci horkých míst na desce plošných spojů, rozdělte výkon na desku plošných spojů co nejvíce rovnoměrně a udržujte výkon povrchové teploty plošného spoje jednotný a konzistentní.