Η θερμότητα που παράγεται από τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό κατά τη λειτουργία προκαλεί την ταχεία αύξηση της εσωτερικής θερμοκρασίας του εξοπλισμού. Εάν η θερμότητα δεν διαχέεται έγκαιρα, ο εξοπλισμός θα συνεχίσει να θερμαίνεται, η συσκευή θα αποτύχει λόγω υπερθέρμανσης και η αξιοπιστία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού θα μειωθεί. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να διαχέεται θερμότητα στην πλακέτα κυκλώματος.

Παραγοντική ανάλυση της αύξησης της θερμοκρασίας της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος

Η άμεση αιτία της αύξησης της θερμοκρασίας της τυπωμένης πλακέτας οφείλεται στην παρουσία συσκευών κατανάλωσης ισχύος κυκλώματος και οι ηλεκτρονικές συσκευές έχουν κατανάλωση ενέργειας σε διάφορους βαθμούς και η ένταση θερμότητας αλλάζει με την κατανάλωση ενέργειας.

Δύο φαινόμενα αύξησης της θερμοκρασίας σε τυπωμένους πίνακες:
(1) Τοπική άνοδος της θερμοκρασίας ή αύξηση της θερμοκρασίας μεγάλης περιοχής.
(2) Βραχυπρόθεσμη άνοδος της θερμοκρασίας ή μακροπρόθεσμη άνοδος της θερμοκρασίας.

Κατά την ανάλυση της κατανάλωσης θερμικής ισχύος PCB, γενικά από τις ακόλουθες πτυχές.

Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας
(1) Αναλύστε την κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα επιφάνειας.
(2) Αναλύστε την κατανομή της κατανάλωσης ισχύος στην πλακέτα κυκλώματος PCB.

2. Η δομή του τυπωμένου πίνακα
(1) Το μέγεθος του τυπωμένου πίνακα.
(2) Υλικό τυπωμένου πίνακα.

3. Τρόπος τοποθέτησης τυπωμένου πίνακα
(1) Μέθοδος εγκατάστασης (όπως κάθετη εγκατάσταση και οριζόντια εγκατάσταση).
(2) Κατάσταση στεγανοποίησης και απόσταση από το περίβλημα.

4. Θερμική ακτινοβολία
(1) Δυνατότητα εκπομπής τυπωμένης επιφάνειας σανίδας.
(2) Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του τυπωμένου πίνακα και της παρακείμενης επιφάνειας και η απόλυτη θερμοκρασία τους.

5. Αγωγή θερμότητας
(1) Εγκαταστήστε το ψυγείο.
(2) Διεξαγωγή άλλων δομικών μερών εγκατάστασης.

6. Θερμική μεταφορά
(1) Φυσική μεταφορά.
(2) Συναγωγή εξαναγκασμένης ψύξης.

Η ανάλυση των παραπάνω παραγόντων από το PCB είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος επίλυσης της αύξησης της θερμοκρασίας της τυπωμένης πλακέτας. Αυτοί οι παράγοντες συχνά σχετίζονται και εξαρτώνται σε ένα προϊόν και ένα σύστημα. Οι περισσότεροι παράγοντες θα πρέπει να αναλύονται σύμφωνα με την πραγματική κατάσταση, μόνο για μια συγκεκριμένη πραγματική κατάσταση. Μόνο σε αυτήν την περίπτωση μπορούν να υπολογιστούν ή να εκτιμηθούν σωστά οι παράμετροι της αύξησης της θερμοκρασίας και της κατανάλωσης ισχύος.

Μέθοδος ψύξης πλακέτας κυκλώματος

1. Συσκευή υψηλής παραγωγής θερμότητας συν ψύκτρα και πλάκα αγωγιμότητας θερμότητας
Όταν μερικές συσκευές στο PCB παράγουν μεγάλη ποσότητα θερμότητας (λιγότερη από 3), μπορεί να προστεθεί μια ψύκτρα ή ένας σωλήνας θερμότητας στη συσκευή παραγωγής θερμότητας. Όταν η θερμοκρασία δεν μπορεί να χαμηλώσει, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ψύκτρα με ανεμιστήρα για να ενισχύσει το αποτέλεσμα απαγωγής θερμότητας. Όταν υπάρχουν περισσότερες συσκευές θέρμανσης (περισσότερες από 3), μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα μεγάλο κάλυμμα απαγωγής θερμότητας (σανίδα). Είναι ένα ειδικό ψυγείο προσαρμοσμένο ανάλογα με τη θέση και το ύψος της συσκευής θέρμανσης στην πλακέτα PCB ή σε ένα μεγάλο επίπεδο ψυγείο Κόψτε το ύψος των διαφορετικών εξαρτημάτων. Στερεώστε το κάλυμμα απαγωγής θερμότητας στην επιφάνεια του εξαρτήματος και επικοινωνήστε με κάθε εξάρτημα για να διαχέετε τη θερμότητα. Ωστόσο, λόγω της κακής συνοχής των εξαρτημάτων κατά τη συναρμολόγηση και τη συγκόλληση, το αποτέλεσμα απαγωγής θερμότητας δεν είναι καλό. Συνήθως ένα μαλακό θερμικό επίθεμα αλλαγής θερμικής φάσης προστίθεται στην επιφάνεια του εξαρτήματος για να βελτιωθεί το αποτέλεσμα απαγωγής θερμότητας.

2. Απαγωγή θερμότητας μέσω της ίδιας της πλακέτας PCB
Επί του παρόντος, οι ευρέως χρησιμοποιούμενες πλάκες PCB είναι επικαλυμμένα με χαλκό/υφασμάτινα υποστρώματα από εποξειδικό γυαλί ή υφασμάτινα υφασμάτινα υποστρώματα φαινολικής ρητίνης και χρησιμοποιείται μια μικρή ποσότητα χάρτινων πλακών με επένδυση χαλκού. Αν και αυτά τα υποστρώματα έχουν εξαιρετική ηλεκτρική απόδοση και απόδοση επεξεργασίας, έχουν κακή απαγωγή θερμότητας. Ως οδός απαγωγής θερμότητας για εξαρτήματα υψηλής παραγωγής θερμότητας, το ίδιο το PCB δύσκολα αναμένεται να μεταφέρει θερμότητα από τη ρητίνη του PCB, αλλά να διαχέει θερμότητα από την επιφάνεια του εξαρτήματος στον περιβάλλοντα αέρα. Ωστόσο, καθώς τα ηλεκτρονικά προϊόντα έχουν εισέλθει στην εποχή της σμίκρυνσης των εξαρτημάτων, της εγκατάστασης υψηλής πυκνότητας και της συναρμολόγησης υψηλής θερμότητας, δεν αρκεί να βασιζόμαστε στην επιφάνεια εξαρτημάτων με πολύ μικρή επιφάνεια για να διαχέουμε τη θερμότητα. Ταυτόχρονα, λόγω της έντονης χρήσης επιφανειακών εξαρτημάτων όπως QFP και BGA, η θερμότητα που παράγεται από τα εξαρτήματα μεταφέρεται στην πλακέτα PCB σε μεγάλες ποσότητες. Επομένως, ο καλύτερος τρόπος για να λυθεί η απαγωγή θερμότητας είναι να βελτιωθεί η ικανότητα απαγωγής θερμότητας του ίδιου του PCB σε άμεση επαφή με το θερμαντικό στοιχείο. Διεξαγωγή ή εκπομπή.

3. Υιοθετήστε εύλογο σχέδιο δρομολόγησης για να επιτύχετε την απαγωγή θερμότητας
Επειδή η θερμική αγωγιμότητα της ρητίνης στο φύλλο είναι κακή και οι γραμμές και οι οπές του φύλλου χαλκού είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας, η βελτίωση του ρυθμού υπολειπόμενου φύλλου χαλκού και η αύξηση των οπών θερμικής αγωγιμότητας είναι τα κύρια μέσα απαγωγής θερμότητας.
Για να αξιολογηθεί η ικανότητα απαγωγής θερμότητας του PCB, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η ισοδύναμη θερμική αγωγιμότητα (εννέα ισοδύναμα) του σύνθετου υλικού που αποτελείται από διάφορα υλικά με διαφορετικούς συντελεστές θερμικής αγωγιμότητας - το μονωτικό υπόστρωμα για το PCB.

4. Για εξοπλισμό που χρησιμοποιεί ψύξη αέρα ελεύθερης μεταφοράς, είναι καλύτερο να τακτοποιήσετε τα ολοκληρωμένα κυκλώματα (ή άλλες συσκευές) κάθετα ή οριζόντια.

5. Οι συσκευές στον ίδιο τυπωμένο πίνακα πρέπει να διατάσσονται ανάλογα με την παραγωγή θερμότητας και την απαγωγή θερμότητας όσο το δυνατόν περισσότερο. Συσκευές με μικρή παραγωγή θερμότητας ή χαμηλή αντίσταση θερμότητας (όπως μικρά τρανζίστορ σήματος, μικρής κλίμακας ολοκληρωμένα κυκλώματα, ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές κ.λπ.) τοποθετούνται στο ανώτερο ρεύμα της ροής αέρα ψύξης (στην είσοδο), συσκευές με μεγάλη παραγωγή θερμότητας ή καλή αντίσταση στη θερμότητα (όπως τρανζίστορ ισχύος, ολοκληρωμένα κυκλώματα μεγάλης κλίμακας κ.λπ.) τοποθετούνται στο πιο κάτω μέρος της ροής αέρα ψύξης.

6. Στην οριζόντια κατεύθυνση, οι συσκευές υψηλής ισχύος πρέπει να τοποθετούνται όσο το δυνατόν πιο κοντά στην άκρη της τυπωμένης πλακέτας για να συντομεύουν τη διαδρομή μεταφοράς θερμότητας. στην κατακόρυφη κατεύθυνση, οι συσκευές υψηλής ισχύος πρέπει να τοποθετούνται όσο το δυνατόν πιο κοντά στην κορυφή της τυπωμένης πλακέτας για να μειωθεί η θερμοκρασία αυτών των συσκευών κατά την εργασία σε άλλες συσκευές Κρούση.

7. Η ευαίσθητη στη θερμοκρασία συσκευή τοποθετείται καλύτερα στην περιοχή με τη χαμηλότερη θερμοκρασία (όπως το κάτω μέρος της συσκευής). Μην το τοποθετείτε ποτέ ακριβώς πάνω από τη συσκευή παραγωγής θερμότητας. Πολλαπλές συσκευές είναι κατά προτίμηση κλιμακωμένες στο οριζόντιο επίπεδο.

8. Η απαγωγή θερμότητας της τυπωμένης πλακέτας στον εξοπλισμό εξαρτάται κυρίως από τη ροή αέρα, επομένως η διαδρομή ροής αέρα θα πρέπει να μελετηθεί στο σχεδιασμό και η συσκευή ή η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος θα πρέπει να διαμορφωθούν εύλογα. Όταν ο αέρας ρέει, τείνει πάντα να ρέει όπου η αντίσταση είναι μικρή, επομένως όταν διαμορφώνετε συσκευές στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, είναι απαραίτητο να αποφύγετε να αφήνετε μεγάλο χώρο αέρα σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Η διαμόρφωση πολλών πλακών τυπωμένου κυκλώματος σε ολόκληρο το μηχάνημα θα πρέπει επίσης να δίνει προσοχή στο ίδιο πρόβλημα.

9. Αποφύγετε τη συγκέντρωση καυτών σημείων στο PCB, κατανείμετε την ισχύ ομοιόμορφα στο PCB όσο το δυνατόν περισσότερο και διατηρήστε την απόδοση θερμοκρασίας της επιφάνειας PCB ομοιόμορφη και σταθερή. Συχνά είναι δύσκολο να επιτευχθεί αυστηρή ομοιόμορφη κατανομή στη διαδικασία σχεδιασμού, αλλά είναι απαραίτητο να αποφευχθούν περιοχές με πολύ υψηλή πυκνότητα ισχύος για να αποφευχθούν θερμά σημεία που επηρεάζουν την κανονική λειτουργία ολόκληρου του κυκλώματος. Εάν οι συνθήκες το επιτρέπουν, είναι απαραίτητη η ανάλυση θερμικής απόδοσης των τυπωμένων κυκλωμάτων. Για παράδειγμα, οι ενότητες λογισμικού ανάλυσης δείκτη θερμικής απόδοσης που προστίθενται σε κάποιο επαγγελματικό λογισμικό σχεδιασμού PCB μπορούν να βοηθήσουν τους σχεδιαστές να βελτιστοποιήσουν το σχεδιασμό κυκλωμάτων.