La chaleur générée par l'équipement électronique pendant le fonctionnement fait augmenter rapidement la température interne de l'équipement. Si la chaleur n'est pas dissipée dans le temps, l'équipement continuera de se réchauffer, l'appareil échouera en raison d'une surchauffe et la fiabilité de l'équipement électronique diminuera. Par conséquent, il est très important de dissiper la chaleur du circuit imprimé.

Analyse factorielle de l'élévation de la température de la carte de circuit imprimé

La cause directe de l'élévation de la température de la carte imprimée est due à la présence de dispositifs de consommation d'énergie du circuit, et les dispositifs électroniques ont une consommation électrique à des degrés divers, et l'intensité de la chaleur change avec la consommation d'énergie.

Deux phénomènes d'élévation de la température dans les planches imprimées:
(1) une augmentation de la température locale ou une augmentation de la température grande surface;
(2) une augmentation de la température à court terme ou une augmentation de la température à long terme.

Lors de l'analyse de la consommation d'énergie thermique du PCB, généralement à partir des aspects suivants.

Consommation électrique
(1) analyser la consommation d'énergie par zone unitaire;
(2) Analyser la distribution de la consommation d'énergie sur la carte de circuit imprimé PCB.

2. La structure de la carte imprimée
(1) la taille de la carte imprimée;
(2) Matériel de la carte imprimée.

3. Méthode d'installation de la carte imprimée
(1) Méthode d'installation (telle que l'installation verticale et l'installation horizontale);
(2) Condition d'étanchéité et distance du boîtier.

4. rayonnement thermique
(1) l'émissivité de la surface de la carte imprimée;
(2) la différence de température entre la carte imprimée et la surface adjacente et leur température absolue;

5. Conduction thermique
(1) installer le radiateur;
(2) Conduction d'autres pièces structurelles d'installation.

6. Convection thermique
(1) convection naturelle;
(2) Convection de refroidissement forcée.

L'analyse des facteurs ci-dessus du PCB est un moyen efficace de résoudre l'élévation de la température de la carte imprimée. Ces facteurs sont souvent liés et dépendants d'un produit et d'un système. La plupart des facteurs doivent être analysés en fonction de la situation réelle, uniquement pour une situation réelle spécifique. Ce n'est que dans cette situation que les paramètres de l'augmentation de la température et de la consommation d'énergie peuvent être calculés ou estimés correctement.

Méthode de refroidissement de la planche de circuit

1. Dispositif de génération de chaleur élevée plus dissipateur de chaleur et plaque de conduction thermique
Lorsque quelques appareils dans le PCB génèrent une grande quantité de chaleur (moins de 3), un dissipateur de chaleur ou un caloduc peut être ajouté au dispositif de génération de chaleur. Lorsque la température ne peut pas être abaissée, un dissipateur de chaleur avec un ventilateur peut être utilisé pour améliorer l'effet de dissipation thermique. Lorsqu'il y a plus de dispositifs de chauffage (plus de 3), une grande couverture de dissipation de chaleur (planche) peut être utilisée. Il s'agit d'un radiateur spécial personnalisé en fonction de la position et de la hauteur du dispositif de chauffage sur la carte PCB ou dans un grand radiateur plat découpe la hauteur de différents composants. Fixez le couvercle de dissipation de chaleur à la surface du composant et contactez chaque composant pour dissiper la chaleur. Cependant, en raison de la mauvaise cohérence des composants pendant l'assemblage et le soudage, l'effet de dissipation thermique n'est pas bon. Habituellement, un pavé thermique de changement de phase thermique douce est ajouté à la surface du composant pour améliorer l'effet de dissipation de chaleur.

2. Dislification de la chaleur par la carte PCB elle-même
À l'heure actuelle, les plaques de PCB largement utilisées sont des substrats en tissu en verre vêtu de cuivre / époxy ou des substrats en tissu en verre de résine phénolique, et une petite quantité de plaques recouvertes de cuivre à base de papier sont utilisées. Bien que ces substrats aient d'excellentes performances électriques et des performances de traitement, elles ont une mauvaise dissipation de la chaleur. En tant que voie de dissipation thermique pour les composants élevés de génération de chaleur, le PCB lui-même peut difficilement contenir la chaleur de la résine du PCB, mais dissiper la chaleur de la surface du composant à l'air environnant. Cependant, comme les produits électroniques sont entrés dans l'ère de la miniaturisation des composants, de l'installation à haute densité et de l'assemblage de chaleur élevée, il ne suffit pas de s'appuyer sur la surface des composants avec une très petite surface pour dissiper la chaleur. Dans le même temps, en raison de l'utilisation intensive de composants montés sur surface tels que QFP et BGA, la chaleur générée par les composants est transférée sur la carte PCB en grande quantité. Par conséquent, la meilleure façon de résoudre la dissipation de la chaleur est d'améliorer la capacité de dissipation de chaleur du PCB lui-même en contact direct avec l'élément chauffant. Conduire ou émettre.

3. Adopter une conception de routage raisonnable pour réaliser la dissipation de la chaleur
Parce que la conductivité thermique de la résine dans la feuille est mauvaise, et que les lignes en feuille de cuivre et les trous sont de bons conducteurs de chaleur, améliorant le taux résiduel en feuille de cuivre et augmentant les trous de conduction thermique sont le principal moyen de dissipation thermique.
Pour évaluer la capacité de dissipation thermique du PCB, il est nécessaire de calculer la conductivité thermique équivalente (neuf EQ) du matériau composite composé de divers matériaux avec différents coefficients de conductivité thermique - le substrat isolant pour le PCB.

4. Pour l'équipement qui utilise le refroidissement à l'air de convection libre, il est préférable d'organiser les circuits (ou d'autres appareils) verticalement ou horizontalement.

5. Les appareils sur la même planche imprimés doivent être organisés en fonction de leur génération de chaleur et de leur dissipation de chaleur autant que possible. Des dispositifs avec une petite génération de chaleur ou une mauvaise résistance à la chaleur (tels que de petits transistors de signal, des circuits intégrés à petite échelle, des condensateurs électrolytiques, etc.) sont placés dans le flux le plus élevé du flux d'air de refroidissement (à l'entrée), des appareils avec une grande génération de chaleur ou une bonne résistance thermique (tels que les transistors en puissance, les circuits intégrés à grande échelle, etc.) sont placés sur le flux intégrant à grande échelle.

6. Dans le sens horizontal, les dispositifs de haute puissance doivent être placés le plus près possible du bord de la planche imprimée pour raccourcir le chemin de transfert de chaleur; Dans le sens vertical, les dispositifs de haute puissance doivent être placés le plus près possible du haut de la carte imprimée pour réduire la température de ces dispositifs lorsque vous travaillez sur d'autres appareils.

7. Le dispositif sensible à la température est mieux placé dans la zone avec la température la plus basse (comme le bas de l'appareil). Ne le placez jamais directement au-dessus du dispositif générateur de chaleur. Plusieurs appareils sont de préférence décalés sur le plan horizontal.

8. La dissipation de chaleur de la carte imprimée dans l'équipement dépend principalement du débit d'air, de sorte que le chemin du débit d'air doit être étudié dans la conception, et l'appareil ou la carte de circuit imprimé doit être raisonnablement configuré. Lorsque l'air circule, il a toujours tendance à s'écouler où la résistance est petite, donc lors de la configuration des appareils sur la carte de circuit imprimé, il est nécessaire d'éviter de laisser un grand espace aérien dans une certaine zone. La configuration de plusieurs cartes de circuits imprimées dans toute la machine doit également faire attention au même problème.

9. Évitez la concentration de points chauds sur le PCB, distribuez la puissance uniformément sur le PCB autant que possible et conservez les performances de température de l'uniforme de surface du PCB et cohérente. Il est souvent difficile d'atteindre une distribution uniforme stricte dans le processus de conception, mais il est nécessaire d'éviter les zones avec une densité de puissance trop élevée pour éviter les points chauds qui affectent le fonctionnement normal de l'ensemble du circuit. Si les conditions le permettent, l'analyse de l'efficacité thermique des circuits imprimés est nécessaire. Par exemple, les modules de logiciels d'analyse de l'indice d'efficacité thermique ajoutés dans certains logiciels de conception de PCB professionnels peuvent aider les concepteurs à optimiser la conception de circuits.