روش اتلاف گرمای PCB ساده و عملی

برای تجهیزات الکترونیکی ، مقدار مشخصی از گرما در حین کار ایجاد می شود ، به طوری که دمای داخلی تجهیزات به سرعت بالا می رود. اگر گرما به موقع از بین نرود ، تجهیزات به گرم شدن خود ادامه می دهند و دستگاه به دلیل گرمای بیش از حد خراب می شود. قابلیت اطمینان عملکرد تجهیزات الکترونیکی کاهش می یابد.

 

بنابراین ، انجام یک درمان خوب اتلاف گرما بر روی صفحه مدار بسیار مهم است. اتلاف گرما از صفحه مدار PCB یک پیوند بسیار مهم است ، بنابراین تکنیک اتلاف گرما از صفحه مدار PCB چیست ، بیایید در زیر با هم بحث کنیم.

01
اتلاف گرما از طریق صفحه PCB خود تابلوهای PCB که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند بسترهای پارچه ای شیشه ای/اپوکسی یا بسترهای پارچه ای رزین فنولیک هستند و مقدار کمی از تخته های پوشیده از مس روی کاغذ استفاده می شود.

اگرچه این بسترها دارای خواص الکتریکی عالی و خواص پردازش هستند ، اما از گرمای ضعیف برخوردار هستند. به عنوان یک روش اتلاف گرما برای اجزای گرمایش بالا ، انتظار می رود که گرما از رزین خود PCB گرما را انجام دهد ، اما گرما را از سطح مؤلفه تا هوای اطراف خود از بین می برد.

با این حال ، از آنجا که محصولات الکترونیکی وارد دوره کوچک سازی قطعات ، نصب چگالی بالا و مونتاژ گرمایش بالا شده اند ، کافی نیست که به سطح یک جزء با یک سطح بسیار کوچک اعتماد کنید تا گرما را از بین ببرید.

در عین حال ، به دلیل استفاده گسترده از اجزای نصب سطح مانند QFP و BGA ، مقدار زیادی از گرما تولید شده توسط قطعات به صفحه PCB منتقل می شود. بنابراین ، بهترین راه برای حل مشکل اتلاف گرما ، بهبود ظرفیت اتلاف گرما خود PCB است که در تماس مستقیم با عنصر گرمایش از طریق صفحه PCB است. انجام شده یا تابش شده است.

 

بنابراین ، انجام یک درمان خوب اتلاف گرما بر روی صفحه مدار بسیار مهم است. اتلاف گرما از صفحه مدار PCB یک پیوند بسیار مهم است ، بنابراین تکنیک اتلاف گرما از صفحه مدار PCB چیست ، بیایید در زیر با هم بحث کنیم.

01
اتلاف گرما از طریق صفحه PCB خود تابلوهای PCB که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند بسترهای پارچه ای شیشه ای/اپوکسی یا بسترهای پارچه ای رزین فنولیک هستند و مقدار کمی از تخته های پوشیده از مس روی کاغذ استفاده می شود.

اگرچه این بسترها دارای خواص الکتریکی عالی و خواص پردازش هستند ، اما از گرمای ضعیف برخوردار هستند. به عنوان یک روش اتلاف گرما برای اجزای گرمایش بالا ، انتظار می رود که گرما از رزین خود PCB گرما را انجام دهد ، اما گرما را از سطح مؤلفه تا هوای اطراف خود از بین می برد.

با این حال ، از آنجا که محصولات الکترونیکی وارد دوره کوچک سازی قطعات ، نصب چگالی بالا و مونتاژ گرمایش بالا شده اند ، کافی نیست که به سطح یک جزء با یک سطح بسیار کوچک اعتماد کنید تا گرما را از بین ببرید.

در عین حال ، به دلیل استفاده گسترده از اجزای نصب سطح مانند QFP و BGA ، مقدار زیادی از گرما تولید شده توسط قطعات به صفحه PCB منتقل می شود. بنابراین ، بهترین راه برای حل مشکل اتلاف گرما ، بهبود ظرفیت اتلاف گرما خود PCB است که در تماس مستقیم با عنصر گرمایش از طریق صفحه PCB است. انجام شده یا تابش شده است.

 

هنگامی که هوا جریان می یابد ، همیشه تمایل به جاری شدن در مکانهایی با مقاومت کم دارد ، بنابراین هنگام پیکربندی دستگاه ها روی یک صفحه مدار چاپی ، از ترک یک فضای هوایی بزرگ در یک منطقه خاص خودداری کنید. پیکربندی چندین تابلو مدار چاپی در کل دستگاه نیز باید به همین مشکل توجه کند.

دستگاه حساس به دما به بهترین وجه در پایین ترین سطح دما (مانند پایین دستگاه) قرار می گیرد. هرگز آن را مستقیماً بالاتر از دستگاه گرمایش قرار ندهید. بهتر است چندین دستگاه را در صفحه افقی غرق کنید.

دستگاه ها را با بالاترین مصرف انرژی و تولید گرما در نزدیکی بهترین موقعیت برای اتلاف گرما قرار دهید. دستگاه های گرمایشی بالا را در گوشه ها و لبه های محیطی تخته چاپی قرار ندهید ، مگر اینکه یک سینک گرما در نزدیکی آن مرتب شود.

هنگام طراحی مقاومت در برابر برق ، یک دستگاه بزرگتر را تا حد امکان انتخاب کنید و هنگام تنظیم چیدمان تخته چاپی ، فضای کافی برای اتلاف گرما داشته باشید.

 

اجزای تولید حرارتی زیاد به علاوه رادیاتورها و صفحات هدایت گرما. هنگامی که تعداد کمی از اجزای موجود در PCB مقدار زیادی گرما (کمتر از 3) تولید می کنند ، می توان یک سینک حرارتی یا لوله گرما را به اجزای تولید گرما اضافه کرد. هنگامی که درجه حرارت پایین نمی آید ، می توان از رادیاتور با فن برای تقویت اثر اتلاف گرما استفاده کرد.

هنگامی که تعداد دستگاه های گرمایش بزرگ است (بیش از 3) ، می توان از یک پوشش بزرگ گرما (تخته) استفاده کرد ، که یک سینک حرارتی ویژه است که با توجه به موقعیت و ارتفاع دستگاه گرمایشی روی PCB یا یک سینک گرمای مسطح بزرگ که موقعیت های مختلف ارتفاع مؤلفه را بریده شده است. پوشش اتلاف گرما به طور یکپارچه روی سطح مؤلفه قرار می گیرد و برای از بین بردن گرما با هر مؤلفه تماس می گیرد.

با این حال ، اثر اتلاف گرما به دلیل قوام ضعیف ارتفاع در حین مونتاژ و جوشکاری قطعات خوب نیست. معمولاً ، یک پد حرارتی تغییر فاز حرارتی نرم بر روی سطح مؤلفه اضافه می شود تا اثر اتلاف گرما را بهبود بخشد.

 

03
برای تجهیزاتی که خنک کننده هوای همرفت رایگان را اتخاذ می کند ، بهتر است مدارهای یکپارچه (یا سایر دستگاه ها) را به صورت عمودی یا افقی ترتیب دهید.

04
برای تحقق اتلاف گرما ، یک طرح سیم کشی معقول اتخاذ کنید. از آنجا که رزین موجود در صفحه دارای هدایت حرارتی ضعیفی است و خطوط و سوراخ های فویل مس هادی های گرمای خوبی هستند ، افزایش میزان باقی مانده فویل مس و افزایش سوراخ های هدایت گرما وسیله اصلی اتلاف گرما است. برای ارزیابی ظرفیت اتلاف گرما از PCB ، لازم است که هدایت حرارتی معادل (نه EQ) از مواد کامپوزیت متشکل از مواد مختلف با هدایت حرارتی مختلف-بستر عایق برای PCB محاسبه شود.

 

اجزای موجود در همان صفحه چاپی باید تا حد امکان با توجه به ارزش کالری و درجه اتلاف گرما مرتب شوند. دستگاه هایی با ارزش کالری کم یا مقاومت در برابر حرارت ضعیف (مانند ترانزیستورهای سیگنال کوچک ، مدارهای یکپارچه در مقیاس کوچک ، خازن های الکترولیتی و غیره) باید در جریان هوای خنک کننده قرار گیرند. بالاترین جریان (در ورودی) ، دستگاه هایی با مقاومت در برابر حرارت یا گرما (مانند ترانزیستورهای قدرت ، مدارهای یکپارچه در مقیاس بزرگ و غیره) در پایین دست ترین جریان هوای خنک کننده قرار می گیرند.

06
در جهت افقی ، دستگاه های پرقدرت تا حد امکان به لبه تخته چاپی مرتب شده اند تا مسیر انتقال حرارت را کوتاه کنند. در جهت عمودی ، دستگاه های با قدرت بالا تا حد امکان به بالای صفحه چاپ شده ترتیب داده می شوند تا تأثیر این دستگاه ها را در دمای سایر دستگاه ها کاهش دهند. بشر

07
اتلاف گرما از صفحه چاپ شده در تجهیزات عمدتا به جریان هوا متکی است ، بنابراین مسیر جریان هوا باید در طول طراحی مورد بررسی قرار گیرد و دستگاه یا برد مدار چاپی باید به طور منطقی پیکربندی شود.

هنگامی که هوا جریان می یابد ، همیشه تمایل به جاری شدن در مکانهایی با مقاومت کم دارد ، بنابراین هنگام پیکربندی دستگاه ها روی یک صفحه مدار چاپی ، از ترک یک فضای هوایی بزرگ در یک منطقه خاص خودداری کنید.

پیکربندی چندین تابلو مدار چاپی در کل دستگاه نیز باید به همین مشکل توجه کند.

 

08
دستگاه حساس به دما به بهترین وجه در پایین ترین سطح دما (مانند پایین دستگاه) قرار می گیرد. هرگز آن را مستقیماً بالاتر از دستگاه گرمایش قرار ندهید. بهتر است چندین دستگاه را در صفحه افقی غرق کنید.

09
دستگاه ها را با بالاترین مصرف انرژی و تولید گرما در نزدیکی بهترین موقعیت برای اتلاف گرما قرار دهید. دستگاه های گرمایشی بالا را در گوشه ها و لبه های محیطی تخته چاپی قرار ندهید ، مگر اینکه یک سینک گرما در نزدیکی آن مرتب شود. هنگام طراحی مقاومت در برابر برق ، یک دستگاه بزرگتر را تا حد امکان انتخاب کنید و هنگام تنظیم چیدمان تخته چاپی ، فضای کافی برای اتلاف گرما داشته باشید.

 

10. از غلظت نقاط داغ بر روی PCB ، تا حد امکان قدرت را به طور مساوی بر روی صفحه PCB توزیع کنید و عملکرد دمای سطح PCB را یکنواخت و سازگار نگه دارید. دستیابی به توزیع یکنواخت سخت در طی فرآیند طراحی دشوار است ، اما مناطقی که دارای چگالی قدرت بیش از حد بالا هستند ، باید از جلوگیری از تأثیر نقاط داغ در عملکرد طبیعی کل مدار استفاده شود. به عنوان مثال ، ماژول نرم افزار تجزیه و تحلیل شاخص کارآیی حرارتی که در برخی از نرم افزارهای طراحی حرفه ای PCB اضافه شده است می تواند به طراحان کمک کند تا طراحی مدار را بهینه کنند.