החום שנוצר על ידי ציוד אלקטרוני במהלך הפעולה גורם לטמפרטורה הפנימית של הציוד לעלות במהירות. אם החום לא יתפוגג בזמן, הציוד ימשיך להתחמם, המכשיר ייכשל עקב התחממות יתר, והאמינות של הציוד האלקטרוני תירד. לכן, חשוב מאוד לפזר חום ללוח המעגלים.

ניתוח גורמים של עליית הטמפרטורה של לוח המעגלים המודפס

הגורם הישיר לעליית הטמפרטורה של הלוח המודפס נובע מנוכחות מכשירי צריכת חשמל במעגל, ולמכשירים אלקטרוניים יש צריכת חשמל בדרגות שונות, ועוצמת החום משתנה עם צריכת החשמל.

שתי תופעות של עליית הטמפרטורה בלוחות מודפסים:
(1) עליית הטמפרטורה המקומית או עליית טמפרטורת השטח הגדולה;
(2) עליית הטמפרטורה לטווח הקצר או עליית הטמפרטורה לטווח הארוך.

בעת ניתוח צריכת חשמל תרמית של PCB, בדרך כלל מההיבטים הבאים.

צריכת חשמל חשמלית
(1) לנתח צריכת חשמל לאזור יחידה;
(2) נתח את התפלגות צריכת החשמל בלוח מעגל PCB.

2. מבנה הלוח המודפס
(1) גודל הלוח המודפס;
(2) חומר של לוח מודפס.

3. שיטת התקנה של לוח מודפס
(1) שיטת התקנה (כגון התקנה אנכית והתקנה אופקית);
(2) איטום מצב ומרחק מהמארז.

4. קרינה תרמית
(1) פליטת פני לוח מודפס;
(2) הפרש הטמפרטורה בין הלוח המודפס למשטח הסמוך והטמפרטורה המוחלטת שלהם;

5. הולכת חום
(1) התקן את הרדיאטור;
(2) הולכה של חלקים מבניים של התקנה אחרים.

6. הסעה תרמית
(1) הסעה טבעית;
(2) הסעת קירור מאולצת.

הניתוח של הגורמים לעיל מה- PCB הוא דרך יעילה לפתור את עליית הטמפרטורה של הלוח המודפס. גורמים אלה קשורים לרוב ותלויים במוצר ובמערכת. יש לנתח את מרבית הגורמים על פי המצב בפועל, רק למצב בפועל ספציפי. רק במצב זה ניתן לחשב או להעריך נכון את הפרמטרים של עליית הטמפרטורה וצריכת החשמל.

שיטת קירור לוח מעגלים

1. מכשיר גבוה לייצור חום בתוספת כיור חום ופלטת הולכת חום
כאשר כמה מכשירים ב- PCB מייצרים כמות גדולה של חום (פחות מ -3), ניתן להוסיף כיוון חום או צינור חום למכשיר המייצר חום. כאשר לא ניתן להוריד את הטמפרטורה, ניתן להשתמש בכיור חום עם מאוורר כדי לשפר את אפקט פיזור החום. כאשר ישנם יותר מכשירי חימום (יותר מ -3), ניתן להשתמש בכיסוי פיזור חום גדול (לוח). זהו רדיאטור מיוחד המותאם אישית לפי מיקום וגובהו של מכשיר החימום בלוח ה- PCB או ברדיאטור שטוח גדול חתוך את גובהם של רכיבים שונים. הידק את כיסוי פיזור החום למשטח הרכיב, ופנה לכל רכיב כדי לפזר חום. עם זאת, בשל העקביות הגרועה של הרכיבים במהלך ההרכבה והריתוך, השפעת פיזור החום אינה טובה. בדרך כלל מתווסף כרית תרמית שלב תרמי רך על פני הרכיב כדי לשפר את אפקט פיזור החום.

2. פיזור חום דרך לוח ה- PCB עצמו
נכון לעכשיו, צלחות ה- PCB הנפוצות הן מצעי בד זכוכית לבוש נחושת/אפוקסי או מצעי בד זכוכית שרף פנולית, ושימוש בכמות קטנה של צלחות לבושות נחושת מבוססות נייר. למרות שלמצעים אלה יש ביצועים חשמליים מצוינים וביצועי עיבוד, יש להם פיזור חום לקוי. כנתיב פיזור חום לרכיבים בעלי ייצור חום גבוה, כמעט ולא ניתן לצפות מה- PCB עצמו לנהל חום מהשרף של ה- PCB, אלא להפזר חום מעל פני הרכיב לאוויר שמסביב. עם זאת, כאשר מוצרים אלקטרוניים נכנסו לעידן של מיניאטוריזציה של רכיבים, התקנה בצפיפות גבוהה ומכלול חום גבוה, זה לא מספיק כדי לסמוך על פני הרכיבים עם שטח פנים קטן מאוד כדי לפזר חום. במקביל, בגלל השימוש הכבד ברכיבים רכובים על פני השטח כמו QFP ו- BGA, החום שנוצר על ידי הרכיבים מועבר ללוח ה- PCB בכמויות גדולות. לפיכך, הדרך הטובה ביותר לפתור את פיזור החום היא לשפר את יכולת פיזור החום של ה- PCB עצמו במגע ישיר עם אלמנט החימום. התנהלות או פולשים.

3. אימוץ תכנון ניתוב סביר להשגת פיזור חום
מכיוון שהמוליכות התרמית של השרף בסדין גרועה, וקווי נייר הנחושת והחורים הם מוליכים טובים של חום, שיפור קצב שארית נייר הנחושת והגברת חורי ההולכה התרמית הם האמצעי העיקרי לפיזור החום.
כדי להעריך את יכולת פיזור החום של ה- PCB, יש צורך לחשב את המוליכות התרמית המקבילה (תשעה EQ) של החומר המורכב המורכב מחומרים שונים עם מקדמי מוליכות תרמית שונים - מצע הבידוד עבור PCB.

4. עבור ציוד המשתמש בקירור אוויר בהסעה בחינם, עדיף לארגן את המעגלים המשולבים (או התקנים אחרים) אנכית או אופקית.

5. יש לארגן מכשירים באותו לוח מודפס בהתאם לייצור החום שלהם ופיזור החום ככל האפשר. מכשירים עם ייצור חום קטן או עמידות בפני חום לקוי (כמו טרנזיסטורי אות קטנים, מעגלים משולבים בקנה מידה קטן, קבלים אלקטרוליטיים וכו ') ממוקמים בזרם העליון של זרימת האוויר הקירור (בכניסה), מכשירים עם ייצור חום גדול או עמידות חום טובה (כגון טרנזיסטים כוח, מעגלים גדולים משולבים, וכו').

6. בכיוון האופקי, יש למקם את המכשירים בעלי העוצמה הגבוהה ככל האפשר לקצה הלוח המודפס כדי לקצר את נתיב העברת החום; בכיוון האנכי, יש למקם את המכשירים בעלי העוצמה הגבוהה קרוב ככל האפשר לראש הלוח המודפס כדי להפחית את הטמפרטורה של מכשירים אלה בעת עבודה על מכשירים אחרים.

7. המכשיר הרגיש לטמפרטורה ממוקם בצורה הטובה ביותר באזור עם הטמפרטורה הנמוכה ביותר (כמו החלק התחתון של המכשיר). לעולם אל תניח אותו ישירות מעל המכשיר לייצור החום. עדיפות מכשירים מרובים על המטוס האופקי.

8. פיזור החום של הלוח המודפס בציוד תלוי בעיקר בזרימת האוויר, כך שיש ללמוד את נתיב זרימת האוויר בעיצוב, ויש להגדיר באופן סביר את המכשיר או לוח המעגל המודפס. כאשר האוויר זורם, הוא תמיד נוטה לזרום במקום בו ההתנגדות קטנה, ולכן בעת ​​קביעת התצורה של מכשירים בלוח המעגל המודפס, יש צורך להימנע מהשארת חלל אוויר גדול באזור מסוים. התצורה של לוחות מעגלים מודפסים מרובים במכונה כולה צריכה לשים לב גם לאותה בעיה.

9. הימנע מריכוז הנקודות החמות ב- PCB, מפיץ את הכוח באופן שווה על ה- PCB ככל האפשר, ושמור על ביצועי הטמפרטורה של משטח PCB אחיד ועקבי. לעיתים קרובות קשה להשיג חלוקה אחידה קפדנית בתהליך התכנון, אך יש צורך להימנע מאזורים עם צפיפות כוח גבוהה מדי כדי להימנע ממקומות חמים המשפיעים על הפעולה הרגילה של המעגל כולו. אם התנאים מאפשרים, יש צורך בניתוח יעילות תרמית של מעגלים מודפסים. לדוגמה, מודולי תוכנה לניתוח אינדקס יעילות תרמית שנוספו בתוכנת עיצוב PCB מקצועית מסוימת יכולים לעזור למעצבים לייעל את תכנון המעגלים.