Elektronisten laitteiden tuottama lämmö käytetään laitteiden sisälämpötilan nousun nopeasti. Jos lämpöä ei hävitetä ajoissa, laitteet jatkavat lämmitystä, laite epäonnistuu ylikuumenemisen vuoksi ja elektronisten laitteiden luotettavuus laskee. Siksi on erittäin tärkeää hajottaa lämpö piirilevylle.

Tulostetun piirilevyn lämpötilan nousun tekijäanalyysi

Painetun levyn lämpötilan nousun suora syy johtuu piirinkulutuslaitteiden läsnäolosta, ja elektronisilla laitteilla on virrankulutus vaihteleville asteille ja lämmön voimakkuus muuttuu virrankulutuksen myötä.

Kaksi lämpötilan nousun ilmiötä painotuotteissa:
(1) paikallisen lämpötilan nousu tai suuren alueen lämpötilan nousu;
(2) Lyhytaikainen lämpötilan nousu tai pitkäaikainen lämpötilan nousu.

Kun analysoitat piirilevyn lämpövoimankulutusta, yleensä seuraavista näkökohdista.

Sähkövirrankulutus
(1) analysoida virrankulutusta aluetta kohti;
(2) Analysoi virrankulutuksen jakauma piirilevyllä.

2. Painettujen levyn rakenne
(1) painetun levyn koko;
(2) Tulostetun levyn materiaali.

3. Painettujen levyn asennusmenetelmä
(1) asennusmenetelmä (kuten pystysuuntainen asennus ja vaaka -asennus);
(2) tiivistysolosuhteet ja etäisyys kotelosta.

4. Lämpösäteily
(1) painetun levyn pinnan säteily;
(2) lämpötilaero painetun levyn ja viereisen pinnan ja niiden absoluuttisen lämpötilan välillä;

5. Lämmönjohtavuus
(1) asenna jäähdytin;
(2) Muiden asennusrakenteen osien johtaminen.

6. Lämpökonvektio
(1) luonnollinen konvektio;
(2) Pakotettu jäähdytyskonvektio.

Yllä olevien tekijöiden analyysi PCB: stä on tehokas tapa ratkaista painetun levyn lämpötilan nousu. Nämä tekijät liittyvät usein ja riippuvat tuotteesta ja järjestelmästä. Suurin osa tekijöistä tulisi analysoida todellisen tilanteen mukaan vain tietylle todelliselle tilanteelle. Vain tässä tilanteessa lämpötilan nousun ja virrankulutuksen parametrit voidaan laskea tai arvioida oikein.

Piirilevyn jäähdytysmenetelmä

1.
Kun muutama laite piirilevyssä tuottaa suuren määrän lämpöä (alle 3), lämmön tuottavaan laitteeseen voidaan lisätä jäähdytyselementtiä tai lämpöputkea. Kun lämpötilaa ei voida laskea, jäähdytyselementtiä tuulettimella voidaan käyttää lämmön hajoamisvaikutuksen parantamiseksi. Kun lämmityslaitteita on enemmän (yli 3), voidaan käyttää suurta lämmön hajoamispeittoa (lauta). Se on erityinen jäähdytin, joka on räätälöity PCB -levyn lämmityslaitteen ja suuren jäähdyttimen aseman ja korkeuden mukaan, katkaisee eri komponenttien korkeuden. Kiinnitä lämmön hajoamispeite komponentin pintaan ja kosketa jokainen komponentti hävittämään lämpöä. Komponenttien huonon konsistenssin vuoksi kokoonpanon ja hitsauksen aikana lämmön hajoaminen ei kuitenkaan ole hyvä. Yleensä komponentin pinnalle lisätään pehmeä lämpöfaasimuutoslämpötyyny lämmön hajoamisvaikutuksen parantamiseksi.

2. Lämmön hajoaminen itse piirilevyn läpi
Tällä hetkellä laajalti käytetyt piirilevylevyt ovat kupariverhoiltuja/epoksilasi-kangassubstraateja tai fenolihartsilasikangas-substraatteja, ja käytetään pientä määrää paperipohjaisia ​​kupariverhoiltuja levyjä. Vaikka näillä substraateilla on erinomainen sähkösuorituskyky ja prosessointi suorituskyky, niillä on huono lämmön hajoaminen. Lämmön hajoamisreitti korkean lämmön tuottaville komponenteille itse piirilevyn ei tuskin ole odotettavissa johtavan lämpöä piirilevyn hartsista, vaan lämmön hajottamiseksi komponentin pinnasta ympäröivään ilmaan. Koska elektroniset tuotteet ovat kuitenkin tulleet komponenttien pienentämisen, korkean tiheyden asennuksen ja korkean lämmityksen kokoonpanon aikakauteen, se ei riitä luottamaan komponenttien pintaan, jolla on erittäin pieni pinta-ala lämmön hajottamiseksi. Samanaikaisesti pintaan asennettavien komponenttien, kuten QFP: n ja BGA: n, voimakkaan käytön vuoksi komponenttien tuottama lämpö siirretään piirilevylle suurina määrinä. Siksi paras tapa ratkaista lämmön hajoaminen on itse piirilevyn lämmön hajoamiskapasiteetin parantaminen suorassa kosketuksessa lämmityselementin kanssa. Suorittaa tai säteilee.

3. Hyväksy kohtuullinen reitityssuunnittelu lämmön hajoamisen saavuttamiseksi
Koska hartsin lämmönjohtavuus arkissa on heikko, ja kuparikalvoviivat ja reiät ovat hyviä lämmönjohtimia, kuparikalvojen jäännösnopeuden parantaminen ja lämmönjohtavuusreiän lisääminen ovat tärkeimmät lämmön hajoamisen keinot.
PCB: n lämmön hajoamiskapasiteetin arvioimiseksi on välttämätöntä laskea komposiittimateriaalin vastaava lämmönjohtavuus (yhdeksän EQ), joka koostuu erilaisista materiaaleista, joilla on erilaiset lämmönjohtavuuskertoimet - eristysalusta PCB: lle.

4. Laitteille, jotka käyttävät ilmaista konvektioilmajäähdytystä, on parasta järjestää integroidut piirit (tai muut laitteet) pystysuunnassa tai vaakasuorassa.

5. Saman painotuotteen laitteet on järjestettävä niiden lämmöntuotannon ja lämmön hajoamisen mukaan mahdollisimman paljon. Laitteet, joilla on pieni lämmöntuotanto tai huono lämmönkestävyys (kuten pienet signaalitransistorit, pienimuotoiset integroidut piirit, elektrolyyttiset kondensaattorit jne.) Asetetaan jäähdyttävän ilmavirran ylimmässä virtauksessa (sisäänkäynnissä), laitteita, joilla on suuret lämmöntuotanto tai hyvä lämmönkestävyys (kuten voimansiirto, suurimmassa asteisessa integroidussa ympyrässä jne.) Asetetaan suurimmassa osassa jäähdytysilman.

6. Vaakasuunnassa suuritehoiset laitteet tulisi sijoittaa mahdollisimman lähelle painetun levyn reunaan lämmönsiirtopolun lyhentämiseksi; Pystysuunnassa suuritehoiset laitteet tulisi sijoittaa mahdollisimman lähelle painetun levyn yläosaan näiden laitteiden lämpötilan alentamiseksi muilla laitteilla työskenteleessä.

7. Älä koskaan aseta sitä suoraan lämmön tuottavan laitteen yläpuolelle. Useat laitteet ovat mieluiten porrastettuja vaakatasoon.

8. Laitteessa olevan painettu levyn lämmön hajoaminen riippuu pääasiassa ilmavirtauksesta, joten ilmavirtausreittiä tulisi tutkia suunnittelussa, ja laite tai tulostettu piirilevy on kohtuudella määritettävä. Kun ilma virtaa, sillä on taipumus virtaa aina, missä vastus on pieni, joten painetun piirilevyn laitteiden määrittämisessä on välttämätöntä välttää suuren ilmatilan jättäminen tietylle alueelle. Useiden tulostettujen piirilevyjen kokoonpano koko koneessa tulisi myös kiinnittää huomiota samaan ongelmaan.

9. Vältä kuumien pisteiden konsentraatiota piirilevylle, jaa tehon tasaisesti piirilevylle niin paljon kuin mahdollista ja pidä piirilevyn pinnan tasainen ja yhdenmukainen. Suunnitteluprosessissa on usein vaikea saavuttaa tiukkaa tasaista jakautumista, mutta on välttämätöntä välttää alueet, joilla on liian suuritehoiset tiheys, jotta vältetään kuumat pisteet, jotka vaikuttavat koko piirin normaaliin toimintaan. Jos olosuhteet sallivat, painetun piirin lämpötehokkuusanalyysi on välttämätöntä. Esimerkiksi joissakin ammattimaisissa PCB -suunnitteluohjelmistoissa lisätyt lämpötehokkuusindeksianalyysiohjelmistomoduulit voivat auttaa suunnittelijoita optimoimaan piirisuunnittelun.