PCB Worldistä

Elektroniikkalaitteissa toiminnan aikana muodostuu tietty määrä lämpöä, jolloin laitteiden sisälämpötila nousee nopeasti.Jos lämpöä ei poisteta ajoissa, laite kuumenee edelleen ja laite epäonnistuu ylikuumenemisen vuoksi.Elektronisten laitteiden luotettavuus Suorituskyky heikkenee.

Siksi on erittäin tärkeää suorittaa piirilevylle hyvä lämmönpoistokäsittely.PCB-piirilevyn lämmönpoisto on erittäin tärkeä linkki, joten mikä on piirilevyn lämmönpoistotekniikka, keskustellaan siitä yhdessä alla.

01
Lämmönpoisto itse piirilevyn kautta Nykyisin laajasti käytetyt piirilevyt ovat kuparipäällysteisiä/epoksilasikangasalustoja tai fenolihartsilasikangasalustoja, ja paperipohjaisia ​​kuparipäällysteisiä levyjä käytetään pieni määrä.

Vaikka näillä substraateilla on erinomaiset sähköominaisuudet ja prosessointiominaisuudet, niillä on huono lämmönpoisto.Korkeasti kuumenevien komponenttien lämmönpoistomenetelmänä on lähes mahdotonta odottaa, että itse piirilevyn hartsi johtaisi lämpöä, vaan että lämpö johdetaan komponentin pinnalta ympäröivään ilmaan.

Koska elektroniikkatuotteet ovat kuitenkin tulleet komponenttien miniatyrisoinnin, tiheän asennuksen ja korkean lämmityksen kokoonpanon aikakauteen, ei riitä, että luotamme erittäin pienen pinta-alan omaavan komponentin pintaan lämmön haihduttamiseen.

Samaan aikaan pinta-asennuskomponenttien, kuten QFP ja BGA, laajan käytön ansiosta komponenttien tuottamaa lämpöä siirtyy suuri määrä piirilevylle.Siksi paras tapa ratkaista lämmönpoisto on parantaa itse piirilevyn lämmönpoistokykyä, joka on suorassa kosketuksessa lämmityselementin kanssa.Johdettu tai säteilevä.

PCB-asettelu
Lämpöherkät laitteet sijoitetaan kylmän tuulen alueelle.

Lämpötilanilmaisin on asetettu kuumimpaan asentoon.

Samalla piirilevyllä olevat laitteet tulee järjestellä mahdollisimman pitkälle lämpöarvon ja lämmönpoistoasteen mukaan.Laitteet, joilla on pieni lämpöarvo tai huono lämmönkestävyys (kuten pienet signaalitransistorit, pienikokoiset integroidut piirit, elektrolyyttikondensaattorit jne.) tulee sijoittaa jäähdytysilmavirtaan.Ylin virtaus (sisäänkäynnissä), suuren lämmön- tai lämmönvastuksen omaavat laitteet (kuten tehotransistorit, suuret integroidut piirit jne.) sijoitetaan jäähdytysilmavirran alavirtaan.

Vaakasuunnassa suuritehoiset laitteet sijoitetaan mahdollisimman lähelle piirilevyn reunaa lämmönsiirtotien lyhentämiseksi;pystysuunnassa suuritehoiset laitteet sijoitetaan mahdollisimman lähelle piirilevyn yläosaa, jotta ne vähentäisivät näiden laitteiden vaikutusta muiden laitteiden lämpötiloihin niiden toimiessa.

Painetun levyn lämmönpoisto laitteessa riippuu pääasiassa ilmavirrasta, joten ilman virtausreittiä tulisi tutkia suunnittelun aikana ja laite tai piirilevy on konfiguroitava järkevästi.

Suunnitteluprosessin aikana on usein vaikea saavuttaa tiukkaa tasaista jakautumista, mutta liian korkean tehotiheyden alueita on vältettävä, jotta kuumat pisteet eivät vaikuttaisi koko piirin normaaliin toimintaan.

Jos mahdollista, on tarpeen analysoida painetun piirin lämpötehokkuus.Esimerkiksi joihinkin ammattimaisiin piirilevysuunnitteluohjelmistoihin lisätty lämpötehokkuusindeksianalyysiohjelmistomoduuli voi auttaa suunnittelijoita optimoimaan piirisuunnittelun.

02
Paljon lämpöä tuottavat komponentit sekä lämpöpatterit ja lämpöä johtavat levyt.Kun pieni määrä piirilevyn komponentteja tuottaa suuren määrän lämpöä (alle 3), lämpöä tuottaviin komponentteihin voidaan lisätä jäähdytyselementti tai lämpöputki.Kun lämpötilaa ei voida alentaa, sitä voidaan käyttää tuulettimella varustettua patteria parantamaan lämmönpoistovaikutusta.

Kun lämmityslaitteiden määrä on suuri (yli 3), voidaan käyttää suurta lämmönpoistosuojaa (levyä), joka on erityinen jäähdytyslevy, joka on räätälöity lämmityslaitteen sijainnin ja korkeuden mukaan piirilevyllä tai suuressa asunnossa. jäähdytyslevy Leikkaa eri komponenttien korkeusasennot.Lämmönpoistosuojus on kiinteästi taitettu komponentin pintaan ja se koskettaa kutakin komponenttia lämmön haihduttamiseksi.

Lämmönpoistovaikutus ei kuitenkaan ole hyvä, koska korkeus on huono kokoonpanon ja komponenttien hitsauksen aikana.Yleensä komponentin pintaan lisätään pehmeä lämpöfaasimuutoslämpötyyny lämmönpoistovaikutuksen parantamiseksi.

03
Laitteissa, jotka käyttävät vapaata konvektioilmajäähdytystä, on parasta järjestää integroidut piirit (tai muut laitteet) pysty- tai vaakasuoraan.

04
Käytä järkevää johdotusmallia lämmön haihtumisen toteuttamiseksi.Koska levyn hartsilla on huono lämmönjohtavuus ja kuparikalvolinjat ja -reiät ovat hyviä lämmönjohtimia, kuparikalvon jäljellä olevan määrän lisääminen ja lämmönjohtavuusreikien lisääminen ovat tärkeimmät lämmönpoistokeinot.Piirilevyn lämmönpoistokapasiteetin arvioimiseksi on tarpeen laskea komposiittimateriaalin ekvivalentti lämmönjohtavuus (yhdeksän ekvivalenttia) eri materiaaleista, joilla on erilainen lämmönjohtavuus - PCB:n eristävä substraatti.

05
Samalla piirilevyllä olevat laitteet tulee järjestellä mahdollisimman pitkälle lämpöarvon ja lämmönpoistoasteen mukaan.Laitteet, joilla on alhainen lämpöarvo tai huono lämmönkestävyys (kuten piensignaalitransistorit, pienimuotoiset integroidut piirit, elektrolyyttikondensaattorit jne.) tulee sijoittaa jäähdytysilmavirtaan.Ylin virtaus (sisäänkäynnissä), suuren lämmön- tai lämmönvastuksen omaavat laitteet (kuten tehotransistorit, suuret integroidut piirit jne.) sijoitetaan jäähdytysilmavirran alavirtaan.

06
Vaakasuunnassa suuritehoiset laitteet on sijoitettu mahdollisimman lähelle piirilevyn reunaa lämmönsiirtotien lyhentämiseksi;pystysuunnassa suuritehoiset laitteet on sijoitettu mahdollisimman lähelle piirilevyn yläosaa näiden laitteiden vaikutuksen vähentämiseksi muiden laitteiden lämpötiloihin..

07
Painetun levyn lämmönpoisto laitteessa riippuu pääasiassa ilmavirrasta, joten ilman virtausreittiä tulisi tutkia suunnittelun aikana ja laite tai piirilevy on konfiguroitava järkevästi.

Kun ilma virtaa, se pyrkii aina virtaamaan paikoissa, joissa vastus on pieni, joten piirilevylle laitteita määritettäessä vältä suuren ilmatilan jättämistä tietylle alueelle.

Useiden painettujen piirilevyjen konfiguroinnin koko koneessa tulisi myös kiinnittää huomiota samaan ongelmaan.

08
Lämpötilaherkkä laite on parasta sijoittaa alhaisimman lämpötilan alueelle (kuten laitteen pohjaan).Älä koskaan aseta sitä suoraan lämmityslaitteen yläpuolelle.On parasta porrastaa useita laitteita vaakatasossa.

09
Sijoita laitteet, joilla on suurin tehonkulutus ja lämmöntuotto, lähelle parasta lämmönpoistopaikkaa.Älä aseta korkealla kuumennettavia laitteita piirilevyn kulmiin ja reunoihin, ellei sen lähelle ole järjestetty jäähdytyselementtiä.Tehovastusta suunniteltaessa on valittava mahdollisimman suuri laite ja jätettävä siihen riittävästi tilaa lämmön haihdutukselle piirilevyn asettelua säädettäessä.

10
Vältä kuumien kohtien keskittymistä piirilevylle, jaa virta tasaisesti piirilevylle mahdollisimman paljon ja pidä piirilevyn pinnan lämpötilan suorituskyky yhtenäisenä ja tasaisena.

Suunnitteluprosessin aikana on usein vaikea saavuttaa tiukkaa tasaista jakautumista, mutta liian korkean tehotiheyden alueita on vältettävä, jotta kuumat pisteet eivät vaikuttaisi koko piirin normaaliin toimintaan.

Jos mahdollista, on tarpeen analysoida painetun piirin lämpötehokkuus.Esimerkiksi joihinkin ammattimaisiin piirilevysuunnitteluohjelmistoihin lisätty lämpötehokkuusindeksianalyysiohjelmistomoduuli voi auttaa suunnittelijoita optimoimaan piirisuunnittelun.