Método de disipación de calor de PCB simple y práctico

Para el equipo electrónico, se genera una cierta cantidad de calor durante la operación, de modo que la temperatura interna del equipo aumenta rápidamente. Si el calor no se disipa en el tiempo, el equipo continuará calentándose y el dispositivo fallará debido al sobrecalentamiento. La confiabilidad del rendimiento del equipo electrónico disminuirá.

Por lo tanto, es muy importante realizar un buen tratamiento de disipación de calor en la placa de circuito. La disipación de calor de la placa de circuito PCB es un enlace muy importante, por lo que cuál es la técnica de disipación de calor de la placa de circuito PCB, discutamos juntos a continuación.

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La disipación de calor a través de la placa PCB en sí, las placas PCB actualmente ampliamente utilizadas son sustratos de tela de vidrio revestido de cobre/vidrio epoxi o sustratos de tela de vidrio de resina fenólica, y se utilizan una pequeña cantidad de tableros revestidos de cobre a base de papel.

Aunque estos sustratos tienen excelentes propiedades eléctricas y propiedades de procesamiento, tienen una mala disipación de calor. Como método de disipación de calor para componentes de alta calentamiento, es casi imposible esperar que el calor de la resina de la PCB conduzca el calor, pero disipe el calor de la superficie del componente al aire circundante.

Sin embargo, a medida que los productos electrónicos han entrado en la era de la miniaturización de componentes, montaje de alta densidad y ensamblaje de alta calentamiento, no es suficiente confiar en la superficie de un componente con un área superficial muy pequeña para disipar el calor.

Al mismo tiempo, debido al uso extenso de componentes de montaje de superficie, como QFP y BGA, una gran cantidad de calor generado por los componentes se transfiere a la placa PCB. Por lo tanto, la mejor manera de resolver el problema de la disipación de calor es mejorar la capacidad de disipación de calor de la PCB en sí, que está en contacto directo con el elemento de calentamiento, a través de la placa de PCB. Conducido o radiado.

Cuando fluye el aire, siempre tiende a fluir en lugares con baja resistencia, por lo que al configurar los dispositivos en una placa de circuito impreso, evite dejar un espacio aéreo grande en un área determinada. La configuración de múltiples placas de circuito impreso en toda la máquina también debe prestar atención al mismo problema.

El dispositivo sensible a la temperatura se coloca mejor en el área de temperatura más baja (como la parte inferior del dispositivo). Nunca lo coloque directamente sobre el dispositivo de calefacción. Es mejor sofocar múltiples dispositivos en el plano horizontal.

Coloque los dispositivos con el mayor consumo de energía y generación de calor cerca de la mejor posición para la disipación de calor. No coloque dispositivos de alta calentamiento en las esquinas y los bordes periféricos de la tabla impresa, a menos que se arregle un disipador de calor cerca de él.

Al diseñar la resistencia de potencia, elija un dispositivo más grande tanto como sea posible y haga que tenga suficiente espacio para la disipación de calor al ajustar el diseño de la placa impresa.

Componentes de alta generación de calor más radiadores y placas que conducen al calor. Cuando un pequeño número de componentes en la PCB generan una gran cantidad de calor (menos de 3), se puede agregar un disipador de calor o tubería de calor a los componentes de generación de calor. Cuando la temperatura no se puede bajar, se puede usar un radiador con un ventilador para mejorar el efecto de disipación de calor.

Cuando el número de dispositivos de calefacción es grande (más de 3), se puede usar una gran cubierta de disipación de calor (placa), que es un disipador de calor especial personalizado de acuerdo con la posición y la altura del dispositivo de calentamiento en la PCB o un gran disipador de calor plano cortado diferentes posiciones de altura de componentes. La cubierta de disipación de calor se abrocha integralmente en la superficie del componente, y se pone en contacto con cada componente para disipar el calor.

Sin embargo, el efecto de disipación de calor no es bueno debido a la mala consistencia de la altura durante el ensamblaje y la soldadura de los componentes. Por lo general, se agrega una almohadilla térmica de cambio térmico suave en la superficie del componente para mejorar el efecto de disipación de calor.

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Para el equipo que adopta el enfriamiento de aire de convección gratuita, es mejor organizar circuitos integrados (u otros dispositivos) vertical u horizontalmente.

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Adopte un diseño de cableado razonable para realizar la disipación de calor. Debido a que la resina en la placa tiene una conductividad térmica deficiente, y las líneas y los agujeros de aluminio de cobre son buenos conductores de calor, aumentando la tasa restante de lámina de cobre y el aumento de los agujeros de conducción de calor son los principales medios de disipación de calor. Para evaluar la capacidad de disipación de calor de la PCB, es necesario calcular la conductividad térmica equivalente (nueve EQ) del material compuesto compuesto de varios materiales con una conductividad térmica diferente, el sustrato aislante para la PCB.

Los componentes en la misma placa impresa deben organizarse lo más posible de acuerdo con su valor calórico y grado de disipación de calor. Los dispositivos con bajo valor calórico o resistencia al calor deficiente (como transistores de señales pequeñas, circuitos integrados a pequeña escala, condensadores electrolíticos, etc.) deben colocarse en el flujo de aire de enfriamiento. El flujo superior (en la entrada), los dispositivos con una gran resistencia al calor o al calor (como transistores de potencia, circuitos integrados a gran escala, etc.) se colocan en la mayor parte del flujo de aire de enfriamiento.

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En la dirección horizontal, los dispositivos de alta potencia están dispuestos lo más cerca del borde del tablero impreso como sea posible para acortar la ruta de transferencia de calor; En la dirección vertical, los dispositivos de alta potencia están dispuestos lo más cerca posible de la parte superior de la placa impresa para reducir la influencia de estos dispositivos en la temperatura de otros dispositivos. .

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La disipación de calor de la placa impresa en el equipo se basa principalmente en el flujo de aire, por lo que la ruta de flujo de aire debe estudiarse durante el diseño, y el dispositivo o placa de circuito impreso deben configurarse razonablemente.

La configuración de múltiples placas de circuito impreso en toda la máquina también debe prestar atención al mismo problema.

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El dispositivo sensible a la temperatura se coloca mejor en el área de temperatura más baja (como la parte inferior del dispositivo). Nunca lo coloque directamente sobre el dispositivo de calefacción. Es mejor sofocar múltiples dispositivos en el plano horizontal.

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Coloque los dispositivos con el mayor consumo de energía y generación de calor cerca de la mejor posición para la disipación de calor. No coloque dispositivos de alta calentamiento en las esquinas y los bordes periféricos de la tabla impresa, a menos que se arregle un disipador de calor cerca de él. Al diseñar la resistencia de potencia, elija un dispositivo más grande tanto como sea posible y haga que tenga suficiente espacio para la disipación de calor al ajustar el diseño de la placa impresa.

10. Evaluar la concentración de puntos calientes en la PCB, distribuir la potencia de manera uniforme en la placa de PCB tanto como sea posible, y mantenga el rendimiento de la temperatura de la superficie de la PCB uniforme y consistente. A menudo es difícil lograr una distribución uniforme estricta durante el proceso de diseño, pero se debe evitar la densidad de potencia demasiado alta para evitar que los puntos de acceso caliente afecten el funcionamiento normal de todo el circuito, si es necesario, es necesario analizar la eficiencia de la fuga. Por ejemplo, el módulo de software de análisis de índice de eficiencia térmica agregada en algún software profesional de diseño de PCB puede ayudar a los diseñadores a optimizar el diseño del circuito.