10 metode pembuangan panas PCB sederhana dan praktis ini

Dari Dunia PCB

Untuk peralatan elektronik, sejumlah panas dihasilkan selama pengoperasian, sehingga suhu internal peralatan meningkat dengan cepat.Jika panas tidak hilang tepat waktu, peralatan akan terus memanas, dan perangkat akan rusak karena terlalu panas.Keandalan Kinerja peralatan elektronik akan menurun.

Oleh karena itu, sangat penting untuk melakukan perawatan pembuangan panas yang baik pada papan sirkuit.Pembuangan panas pada papan sirkuit PCB merupakan mata rantai yang sangat penting, lalu bagaimana teknik pembuangan panas pada papan sirkuit PCB, mari kita bahas bersama di bawah ini.

01
Pembuangan panas melalui papan PCB itu sendiri Papan PCB yang saat ini banyak digunakan adalah substrat kain kaca berlapis tembaga/epoksi atau substrat kain kaca resin fenolik, dan sejumlah kecil papan berlapis tembaga berbahan dasar kertas digunakan.

Meskipun substrat ini memiliki sifat listrik dan sifat pemrosesan yang sangat baik, namun pembuangan panasnya buruk.Sebagai metode pembuangan panas untuk komponen dengan suhu tinggi, hampir tidak mungkin mengharapkan panas akan dihantarkan oleh resin PCB itu sendiri, tetapi panas akan dibuang dari permukaan komponen ke udara sekitarnya.

Namun, karena produk elektronik telah memasuki era miniaturisasi komponen, pemasangan dengan kepadatan tinggi, dan perakitan dengan pemanasan tinggi, hanya mengandalkan permukaan komponen dengan luas permukaan yang sangat kecil saja tidak cukup untuk menghilangkan panas.

Pada saat yang sama, karena banyaknya penggunaan komponen pemasangan permukaan seperti QFP dan BGA, panas yang dihasilkan oleh komponen tersebut ditransfer ke papan PCB dalam jumlah besar.Oleh karena itu, cara terbaik untuk mengatasi pembuangan panas adalah dengan meningkatkan kapasitas pembuangan panas dari PCB itu sendiri yang bersentuhan langsung dengan elemen pemanas.Dilakukan atau diradiasikan.

Tata letak PCB
Perangkat sensitif terhadap panas ditempatkan di area yang berangin dingin.

Alat pendeteksi suhu ditempatkan pada posisi terpanas.

Perangkat pada papan cetak yang sama harus disusun sejauh mungkin sesuai dengan nilai kalor dan tingkat pembuangan panasnya.Perangkat dengan nilai kalor kecil atau ketahanan panas yang buruk (seperti transistor sinyal kecil, sirkuit terpadu skala kecil, kapasitor elektrolitik, dll.) harus ditempatkan di aliran udara pendingin.Aliran paling atas (di pintu masuk), perangkat dengan panas atau ketahanan panas yang besar (seperti transistor daya, sirkuit terpadu skala besar, dll.) ditempatkan di aliran paling hilir dari aliran udara pendingin.

Dalam arah horizontal, perangkat berdaya tinggi ditempatkan sedekat mungkin dengan tepi papan cetak untuk memperpendek jalur perpindahan panas;dalam arah vertikal, perangkat berdaya tinggi ditempatkan sedekat mungkin dengan bagian atas papan cetak untuk mengurangi dampak perangkat tersebut terhadap suhu perangkat lain saat berfungsi.

Pembuangan panas papan cetak pada peralatan terutama bergantung pada aliran udara, sehingga jalur aliran udara harus dipelajari selama desain, dan perangkat atau papan sirkuit cetak harus dikonfigurasi secara wajar.

Seringkali sulit untuk mencapai distribusi seragam yang ketat selama proses desain, namun area dengan kepadatan daya yang terlalu tinggi harus dihindari untuk mencegah titik panas mempengaruhi operasi normal seluruh rangkaian.

Jika memungkinkan, perlu untuk menganalisis efisiensi termal dari sirkuit tercetak.Misalnya, modul perangkat lunak analisis indeks efisiensi termal yang ditambahkan di beberapa perangkat lunak desain PCB profesional dapat membantu desainer mengoptimalkan desain sirkuit.

02
Komponen penghasil panas tinggi ditambah radiator dan pelat penghantar panas.Ketika sejumlah kecil komponen dalam PCB menghasilkan panas dalam jumlah besar (kurang dari 3), heat sink atau pipa panas dapat ditambahkan ke komponen penghasil panas.Bila suhu tidak dapat diturunkan, dapat digunakan radiator dengan kipas angin untuk meningkatkan efek pembuangan panas.

Bila jumlah alat pemanas banyak (lebih dari 3), dapat digunakan penutup (papan) pembuangan panas yang besar, yaitu heat sink khusus yang disesuaikan dengan posisi dan ketinggian alat pemanas pada PCB atau flat besar. unit pendingin Gunting posisi ketinggian komponen yang berbeda.Penutup pembuangan panas tertekuk secara integral pada permukaan komponen, dan bersentuhan dengan setiap komponen untuk menghilangkan panas.

Namun, efek pembuangan panasnya kurang baik karena konsistensi ketinggian yang buruk selama perakitan dan pengelasan komponen.Biasanya, bantalan termal perubahan fase termal lembut ditambahkan pada permukaan komponen untuk meningkatkan efek pembuangan panas.

03
Untuk peralatan yang menggunakan pendingin udara konveksi bebas, yang terbaik adalah mengatur sirkuit terpadu (atau perangkat lain) secara vertikal atau horizontal.

04
Mengadopsi desain kabel yang masuk akal untuk mewujudkan pembuangan panas.Karena resin dalam pelat memiliki konduktivitas termal yang buruk, dan garis serta lubang foil tembaga merupakan konduktor panas yang baik, meningkatkan laju sisa foil tembaga dan meningkatkan lubang konduksi panas adalah cara utama pembuangan panas.Untuk mengevaluasi kapasitas pembuangan panas PCB, perlu untuk menghitung konduktivitas termal setara (sembilan persamaan) dari material komposit yang terdiri dari berbagai bahan dengan konduktivitas termal berbeda-substrat isolasi untuk PCB.

05
Perangkat pada papan cetak yang sama harus disusun sejauh mungkin sesuai dengan nilai kalor dan tingkat pembuangan panasnya.Perangkat dengan nilai kalor rendah atau ketahanan panas yang buruk (seperti transistor sinyal kecil, sirkuit terpadu skala kecil, kapasitor elektrolitik, dll.) harus ditempatkan di aliran udara pendingin.Aliran paling atas (di pintu masuk), perangkat dengan panas atau ketahanan panas yang besar (seperti transistor daya, sirkuit terpadu skala besar, dll.) ditempatkan di aliran paling hilir dari aliran udara pendingin.

06
Dalam arah horizontal, perangkat berdaya tinggi disusun sedekat mungkin dengan tepi papan cetak untuk memperpendek jalur perpindahan panas;dalam arah vertikal, perangkat berdaya tinggi disusun sedekat mungkin dengan bagian atas papan cetak untuk mengurangi pengaruh perangkat tersebut terhadap suhu perangkat lain..

07
Pembuangan panas papan cetak pada peralatan terutama bergantung pada aliran udara, sehingga jalur aliran udara harus dipelajari selama desain, dan perangkat atau papan sirkuit cetak harus dikonfigurasi secara wajar.

Saat udara mengalir, udara cenderung selalu mengalir di tempat dengan resistansi rendah, jadi saat mengonfigurasi perangkat pada papan sirkuit tercetak, hindari meninggalkan ruang udara yang luas di area tertentu.

Konfigurasi beberapa papan sirkuit tercetak di seluruh mesin juga harus memperhatikan masalah yang sama.

08
Perangkat yang peka terhadap suhu paling baik ditempatkan di area bersuhu terendah (seperti bagian bawah perangkat).Jangan pernah meletakkannya langsung di atas alat pemanas.Yang terbaik adalah mengatur beberapa perangkat secara terhuyung-huyung pada bidang horizontal.

09
Tempatkan perangkat dengan konsumsi daya dan pembangkitan panas tertinggi di dekat posisi terbaik untuk pembuangan panas.Jangan letakkan perangkat berpemanas tinggi di sudut dan tepi tepi papan cetak, kecuali jika terdapat unit pendingin di dekatnya.Saat mendesain resistor daya, pilih perangkat yang lebih besar sebanyak mungkin, dan buatlah perangkat tersebut memiliki cukup ruang untuk pembuangan panas saat menyesuaikan tata letak papan cetak.

10
Hindari konsentrasi titik panas pada PCB, distribusikan daya secara merata pada papan PCB sebanyak mungkin, dan jaga kinerja suhu permukaan PCB seragam dan konsisten.