Toplina generirana elektroničkom opremom tijekom rada uzrokuje da se unutarnja temperatura opreme brzo raste. Ako se toplina ne rasprše na vrijeme, oprema će se i dalje zagrijavati, uređaj će propasti zbog pregrijavanja, a pouzdanost elektroničke opreme će opadati. Stoga je vrlo važno rasipati toplinu na ploču.
Faktorska analiza porasta temperature tiskane pločice
Izravni uzrok porasta temperature tiskane ploče nastaje zbog prisutnosti uređaja za potrošnju energije u krugu, a elektronički uređaji imaju potrošnju energije u različitim stupnjevima, a intenzitet topline se mijenja s potrošnjom energije.
Dvije pojave porasta temperature u tiskanim pločama:
(1) porast lokalnog temperature ili porast temperature velike površine;
(2) Kratkoročni porast temperature ili dugoročni porast temperature.
Prilikom analize potrošnje toplinske energije PCB, općenito iz sljedećih aspekata.
Električna potrošnja energije
(1) analizirati potrošnju energije po jedinici površine;
(2) Analizirajte raspodjelu potrošnje energije na ploči PCB kruga.
2. Struktura tiskane ploče
(1) veličina tiskane ploče;
(2) Materijal tiskane ploče.
3. Način instalacije tiskane ploče
(1) metoda instalacije (poput vertikalne instalacije i vodoravne instalacije);
(2) Stanje brtvljenja i udaljenost od kućišta.
4. Termičko zračenje
(1) emisivnost površine tiskane ploče;
(2) temperaturna razlika između ispisane ploče i susjedne površine i njihove apsolutne temperature;
5. Provod topline
(1) instalirajte radijator;
(2) Provođenje drugih konstrukcijskih dijelova instalacije.
6. Termička konvekcija
(1) prirodna konvekcija;
(2) Konvekcija prisilnog hlađenja.
Analiza gornjih čimbenika s PCB -a učinkovit je način rješavanja porasta temperature tiskane ploče. Ti su čimbenici često povezani i ovisni u proizvodu i sustavu. Većina čimbenika treba analizirati prema stvarnoj situaciji, samo za određenu stvarnu situaciju. Samo u ovoj situaciji mogu se izračunati ili procijeniti parametri temperature i potrošnja energije.
Metoda hlađenja na ploči
1. Uređaj za generiranje jakog topline plus hladnjača i toplinsku ploču za provođenje topline
Kada nekoliko uređaja u PCB-u generira veliku količinu topline (manja od 3), u uređaj za proizvodnju topline može se dodati hladnjak ili toplinsku cijev. Kad se temperatura ne može spustiti, hladnjaci s ventilatorom može se koristiti za poboljšanje učinka rasipanja topline. Kada postoji više uređaja za grijanje (više od 3), može se koristiti veliki pokrov za raspršivanje topline (ploča). To je poseban radijator prilagođen položaju i visini uređaja za grijanje na PCB ploči ili u velikom ravnom radijatoru izrezao je visinu različitih komponenti. Pričvrstite poklopac raspršivanja topline na površinu komponente i kontaktirajte svaku komponentu kako biste rasipali toplinu. Međutim, zbog slabe konzistentnosti komponenti tijekom sastavljanja i zavarivanja, učinak rasipanja topline nije dobar. Obično se na površinu komponente dodaje mekana toplinska faza promjena toplinskog jastuka kako bi se poboljšao učinak disipacije topline.
2. Dissipacija topline putem same PCB ploče
Trenutno su široko korištene PCB ploče supstrati bakrene/epoksi staklene platnene supstrati ili supstrati od staklene staklene smole, a koristi se mala količina bakrenih ploča na papiru. Iako ovi supstrati imaju izvrsne električne performanse i performanse obrade, imaju loše rasipanje topline. Kao ruta raspršivanja topline za komponente koje generiraju visoko toplinu, sama se PCB teško može očekivati da će iz smole PCB-a provesti toplinu, ali da rasprši toplinu s površine komponente u okolni zrak. Međutim, kako su elektronički proizvodi ušli u doba minijaturizacije komponenti, ugradnje visoke gustoće i sastavljanja visokih toplina, nije dovoljno oslanjati se na površinu komponenti s vrlo malom površinom kako bi se raspršila toplina. U isto vrijeme, zbog velike uporabe površinski postavljenih komponenti kao što su QFP i BGA, toplina generirana komponentama prenosi se na PCB ploču u velikim količinama. Stoga je najbolji način rješavanja raspršivanja topline poboljšanje kapaciteta disipacije topline samog PCB -a u izravnom kontaktu s grijaćim elementom. Provoditi ili emitirati.
3. Usvojite razumni dizajn usmjeravanja kako biste postigli rasipanje topline
Budući da je toplinska vodljivost smole u limu loša, a linije bakrene folije i rupe su dobri vodiči topline, poboljšavajući zaostalu brzinu bakrene folije i povećanje rupa toplinske provodljivosti glavno su sredstvo rasipanja topline.
Da bi se procijenio kapacitet raspršivanja topline PCB -a, potrebno je izračunati ekvivalentnu toplinsku vodljivost (devet Eq) kompozitnog materijala sastavljenog od različitih materijala s različitim koeficijentima toplinske vodljivosti - izolacijskog supstrata za PCB.
4. Za opremu koja koristi besplatno konvekcijsko hlađenje zraka, najbolje je rasporediti integrirane krugove (ili druge uređaje) okomito ili vodoravno.
5. Uređaji na istoj tiskanoj ploči trebaju biti raspoređeni prema njihovom stvaranju topline i rasipanju topline što je više moguće. Uredi s malim stvaranjem topline ili lošim toplinskim otporom (poput malih signalnih tranzistora, integriranih krugova malih razmjera, elektrolitičkih kondenzatora itd.) Smješteni su u gornjem struju protoka rashladnog zraka (na ulazu), uređaji s velikim stvaranjem topline ili dobrom toplinskom otpornošću (poput struje, na većim dijelovima, postavljene su u velikoj mjeri i itd.
6. U vodoravnom smjeru, uređaji velike snage trebaju biti što bliže rubu tiskane ploče kako bi se skratila put prijenosa topline; U vertikalnom smjeru, uređaji velike snage trebaju biti stavljeni što je moguće bliže vrhu tiskane ploče kako bi se smanjila temperatura ovih uređaja prilikom rada na drugim uređajima.
7. Uređaj osjetljiv na temperaturu najbolje se postavlja u područje s najnižom temperaturom (poput dna uređaja). Nikada ga nikada ne postavljajte neposredno iznad uređaja za generiranje topline. Na vodoravnoj ravnini poželjno je da se više uređaja nametnu.
8. Raspršivanje topline tiskane ploče u opremi uglavnom ovisi o protoku zraka, tako da se put protoka zraka treba proučavati u dizajnu, a uređaj ili ploča s tiskanom krugom trebaju biti razumno konfigurirani. Kad zrak teče, uvijek ima tendenciju da teče tamo gdje je otpor mali, tako da prilikom konfiguriranja uređaja na ploči s tiskanom krugom potrebno je izbjeći ostaviti veliki zračni prostor na određenom području. Konfiguracija više ispisanih ploča u cijelom stroju također bi trebala obratiti pažnju na isti problem.
9. Izbjegavajte koncentraciju vrućih točaka na PCB -u, ravnomjerno rasporedite snagu na PCB -u što je više moguće i zadržite temperaturne performanse površine PCB ujednačene i konzistentne. Često je teško postići strogu ujednačenu raspodjelu u procesu dizajniranja, ali potrebno je izbjegavati područja s previsokom gustoćom snage kako bi se izbjegle vruće točke koje utječu na normalan rad cijelog kruga. Ako uvjeti dopuštaju, potrebna je analiza toplinske učinkovitosti tiskanih krugova. Na primjer, softverski moduli za analizu toplinske učinkovitosti dodani u neki profesionalni softver za dizajn PCB -a mogu pomoći dizajnerima da optimiziraju dizajn kruga.
