Il calore generato dalle apparecchiature elettroniche durante il funzionamento provoca aumento rapidamente la temperatura interna dell'apparecchiatura. Se il calore non viene dissipato nel tempo, l'attrezzatura continuerà a riscaldarsi, il dispositivo fallirà a causa del surriscaldamento e l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche diminuirà. Pertanto, è molto importante dissipare il calore al circuito.

Analisi fattoriale dell'aumento della temperatura del circuito stampato

La causa diretta dell'ascesa di temperatura della scheda stampata è dovuta alla presenza di dispositivi di consumo di energia del circuito e i dispositivi elettronici hanno il consumo di energia a vari gradi e l'intensità del calore cambia con il consumo di energia.

Due fenomeni di aumento della temperatura nelle schede stampate:
(1) aumento della temperatura locale o aumento della temperatura di ampia area;
(2) aumento della temperatura a breve termine o aumento della temperatura a lungo termine.

Quando si analizzano il consumo di energia termica PCB, generalmente dai seguenti aspetti.

Consumo elettrico di energia
(1) analizzare il consumo di energia per unità di area;
(2) Analizzare la distribuzione del consumo di energia sul circuito PCB.

2. La struttura della scheda stampata
(1) la dimensione della scheda stampata;
(2) Materiale della scheda stampata.

3. Metodo di installazione della scheda stampata
(1) metodo di installazione (come installazione verticale e installazione orizzontale);
(2) Condizioni di tenuta e distanza dall'involucro.

4. Radiazione termica
(1) emissività della superficie della scheda stampata;
(2) la differenza di temperatura tra la scheda stampata e la superficie adiacente e la loro temperatura assoluta;

5. Conduzione del calore
(1) installare il radiatore;
(2) Conduzione di altre parti strutturali di installazione.

6. Convezione termica
(1) convezione naturale;
(2) Convezione di raffreddamento forzata.

L'analisi dei suddetti fattori dal PCB è un modo efficace per risolvere l'aumento della temperatura della scheda stampata. Questi fattori sono spesso correlati e dipendenti in un prodotto e sistema. La maggior parte dei fattori dovrebbe essere analizzata in base alla situazione reale, solo per una specifica situazione reale. Solo in questa situazione i parametri di aumento della temperatura e consumo di energia possono essere calcolati o stimati correttamente.

Metodo di raffreddamento a circuito

1. Dispositivo ad alta generazione di calore più estasi di calore e piastra di conduzione di calore
Quando alcuni dispositivi nel PCB generano una grande quantità di calore (meno di 3), è possibile aggiungere un dissipatore di calore o un tubo di calore al dispositivo di generazione di calore. Quando la temperatura non può essere abbassata, è possibile utilizzare un dissipatore di calore con una ventola per migliorare l'effetto di dissipazione del calore. Quando ci sono più dispositivi di riscaldamento (più di 3), è possibile utilizzare una grande copertura di dissipazione del calore (scheda). È un radiatore speciale personalizzato in base alla posizione e all'altezza del dispositivo di riscaldamento sulla scheda PCB o in un ampio radiatore piatto taglia l'altezza di diversi componenti. Fissare il coperchio di dissipazione del calore sulla superficie del componente e contattare ogni componente per dissipare il calore. Tuttavia, a causa della scarsa consistenza dei componenti durante l'assemblaggio e la saldatura, l'effetto di dissipazione del calore non è buono. Di solito viene aggiunta una cuscinetto termico della fase termica morbida sulla superficie del componente per migliorare l'effetto di dissipazione del calore.

2. Dissipazione del calore attraverso la scheda PCB stessa
Allo stato attuale, le piastre PCB ampiamente utilizzate sono substrati in tessuto in vetro rivestito di rame/epossidico o substrati di stoffa di vetro a resina fenolica e vengono utilizzate una piccola quantità di piastre a base di rame a base di carta. Sebbene questi substrati abbiano eccellenti prestazioni elettriche e prestazioni di lavorazione, hanno una scarsa dissipazione del calore. Come percorso di dissipazione del calore per i componenti ad alta generazione di calore, non ci si può aspettare che il PCB stesso abbia condotto calore dalla resina del PCB, ma per dissipare il calore dalla superficie del componente all'aria circostante. Tuttavia, poiché i prodotti elettronici sono entrati nell'era della miniaturizzazione di componenti, installazione ad alta densità e gruppo ad alto calore, non è sufficiente fare affidamento sulla superficie dei componenti con superficie molto piccola per dissipare il calore. Allo stesso tempo, a causa del forte uso di componenti montati sulla superficie come QFP e BGA, il calore generato dai componenti viene trasferito alla scheda PCB in grandi quantità. Pertanto, il modo migliore per risolvere la dissipazione del calore è migliorare la capacità di dissipazione del calore del PCB stesso in contatto diretto con l'elemento di riscaldamento. Condurre o emettere.

3. Adottare un design di routing ragionevole per ottenere dissipazione del calore
Poiché la conduttività termica della resina nel foglio è scarsa e le linee e i fori di lamina di rame sono buoni conduttori di calore, migliorando la frequenza residua di lamina di rame e aumentando i fori di conduzione termica sono i principali mezzi di dissipazione del calore.
Per valutare la capacità di dissipazione del calore del PCB, è necessario calcolare la conduttività termica equivalente (nove Eq) del materiale composito composto da vari materiali con diversi coefficienti di conducibilità termica: il substrato isolante per PCB.

4. Per attrezzature che utilizzano il raffreddamento dell'aria convezione gratuita, è meglio disporre i circuiti integrati (o altri dispositivi) in verticale o in orizzontale.

5. I dispositivi sulla stessa scheda stampata dovrebbero essere organizzati in base alla loro generazione di calore e alla dissipazione del calore il più possibile. I dispositivi con piccola generazione di calore o scarsa resistenza al calore (come transistor di piccoli segni, circuiti integrati su piccola scala, condensatori elettrolitici, ecc.) Sono posizionati nel flusso più alto del flusso d'aria di raffreddamento (all'ingresso), sono posizionati con una grande resistenza al calore (come la resistenza al risveglio di calore (come la resistenza al calore di risveglio.

6. Nella direzione orizzontale, i dispositivi ad alta potenza dovrebbero essere posizionati il ​​più vicino possibile al bordo della scheda stampata per abbreviare il percorso di trasferimento di calore; Nella direzione verticale, i dispositivi ad alta potenza dovrebbero essere posizionati il ​​più vicino possibile alla parte superiore della scheda stampata per ridurre la temperatura di questi dispositivi quando si lavorano su un impatto di altri dispositivi.

7. Il dispositivo sensibile alla temperatura è meglio posizionato nell'area con la temperatura più bassa (come la parte inferiore del dispositivo). Non posizionarlo mai direttamente sopra il dispositivo di generazione di calore. Più dispositivi sono preferibilmente sfalsati sul piano orizzontale.

8. La dissipazione di calore della scheda stampata nell'apparecchiatura dipende principalmente dal flusso d'aria, quindi il percorso del flusso d'aria deve essere studiato nel design e il dispositivo o il circuito stampato devono essere ragionevolmente configurati. Quando l'aria scorre, tende sempre a fluire dove la resistenza è piccola, quindi quando si configurano dispositivi sul circuito stampato, è necessario evitare di lasciare un ampio spazio aereo in una determinata area. La configurazione di più circuiti stampati in tutta la macchina dovrebbe anche prestare attenzione allo stesso problema.

9. Evitare la concentrazione di caldi sul PCB, distribuire la potenza uniformemente sul PCB il più possibile e mantenere le prestazioni di temperatura dell'uniforme di superficie del PCB e coerente. Spesso è difficile ottenere una rigorosa distribuzione uniforme nel processo di progettazione, ma è necessario evitare aree con densità di potenza troppo elevata per evitare caldi che influiscono sul normale funzionamento dell'intero circuito. Se le condizioni lo consentono, è necessaria l'analisi dell'efficienza termica dei circuiti stampati. Ad esempio, i moduli software di analisi dell'indice di efficienza termica aggiunti in alcuni software di progettazione di PCB professionali possono aiutare i progettisti a ottimizzare la progettazione dei circuiti.