Dėl elektroninės įrangos sukuriamos šilumos veikimo metu vidinė įrangos temperatūra greitai kyla. Jei šiluma laiku neišsisklaidys, įranga ir toliau šils, prietaisas sugenda dėl perkaitimo, o elektroninės įrangos patikimumas sumažės. Todėl labai svarbu išsklaidyti šilumą prie plokštės.
Spausdintos plokštės temperatūros pakilimo temperatūros analizė
Tiesioginė spausdintos plokštės temperatūros kilimo priežastis atsiranda dėl to, kad yra grandinės energijos suvartojimo įtaisų, o elektroniniai įtaisai turi energijos suvartojimą skirtingu laipsniu, o šilumos intensyvumas keičiasi energijos sąnaudomis.
Du reiškiniai, kuriuose kyla temperatūra spausdintomis lentomis:
(1) vietinės temperatūros kilimas arba didelio ploto temperatūros kilimas;
(2) Trumpalaikis temperatūros kilimas arba ilgalaikis temperatūros kilimas.
Analizuojant PCB šiluminės energijos suvartojimą, paprastai iš šių aspektų.
Elektros energijos suvartojimas
(1) analizuoti energijos suvartojimą teritorijos vienetui;
(2) Išanalizuokite energijos suvartojimo pasiskirstymą PCB grandinės plokštėje.
2. Spausdintos plokštės struktūra
(1) spausdintos plokštės dydis;
(2) spausdintos lentos medžiaga.
3. Spausdintos plokštės montavimo metodas
(1) montavimo metodas (pvz., Vertikalus montavimas ir horizontalus diegimas);
(2) sandarinimo sąlyga ir atstumas nuo korpuso.
4. Šiluminė spinduliuotė
(1) spausdinto plokštės paviršiaus spinduliavimas;
(2) temperatūros skirtumas tarp spausdintos plokštės ir gretimo paviršiaus bei jų absoliučios temperatūros;
5. Šilumos laidumas
(1) įdiekite radiatorių;
(2) Kitų montavimo konstrukcinių dalių laidumas.
6. Šilumos konvekcija
(1) natūrali konvekcija;
(2) priverstinė aušinimo konvekcija.
Aukščiau pateiktų PCB veiksnių analizė yra veiksmingas būdas išspręsti spausdintos plokštės temperatūros kilimą. Šie veiksniai dažnai yra susiję ir priklauso nuo produkto ir sistemos. Dauguma veiksnių turėtų būti analizuojami atsižvelgiant į tikrąją situaciją, tik tam tikros situacijos. Tik šioje situacijoje gali būti apskaičiuojami arba teisingai apskaičiuoti temperatūros kilimo ir energijos suvartojimo parametrai.
Grandinės lentos aušinimo metodas
1. Didelis šilumą sukeliantis įtaisas ir šilumos kriauklė ir šilumos laidumo plokštelė
Kai keli PCB prietaisai sukuria didelį kiekį šilumos (mažiau nei 3), į šilumos kriauklę ar šilumos vamzdį galima pridėti prie šilumos sukeliančio įtaiso. Kai temperatūros negalima nuleisti, šilumos kriauklė su ventiliatoriumi gali būti naudojamas šilumos išsklaidymo efektui sustiprinti. Kai yra daugiau šildymo įtaisų (daugiau nei 3), gali būti naudojamas didelis šilumos išsklaidymo dangtis (lenta). Tai yra specialus radiatorius, pritaikytas pagal PCB plokštės šildymo įtaiso padėtį ir aukštį arba dideliame plokščiame radiatoriuje, iškirpdamas skirtingų komponentų aukštį. Pritvirtinkite šilumos išsklaidymo dangtį prie komponento paviršiaus ir susisiekite su kiekvienu komponentu, kad išsklaidytų šilumą. Tačiau dėl blogo komponentų konsistencijos surinkimo ir suvirinimo metu šilumos išsklaidymo efektas nėra geras. Paprastai ant komponento paviršiaus pridedama minkštos šiluminės fazės keitimo šiluminis padas, kad būtų pagerintas šilumos išsklaidymo efektas.
2. Šilumos išsisklaidymas per pačią PCB lentą
Šiuo metu plačiai naudojamos PCB plokštelės yra vario apklijuotos/epoksidinio stiklo audinio substratai arba fenolio dervos stiklo audinio substratai ir naudojami nedidelis kiekis popieriaus pagrindu pagamintų vario apklijuotų plokštelių. Nors šie substratai pasižymi puikiu elektriniu ir apdorojimo efektyvumu, jie turi prastą šilumos išsisklaidymą. Vargu ar tikimasi, kad kaip šilumos išsklaidymo būdas, skirtas dideliam šilumai generuojantiems komponentams, pati PCB veda šilumą iš PCB dervos, tačiau išsklaidys šilumą iš komponento paviršiaus į aplinkinį orą. Tačiau, kai elektroniniai produktai pateko į komponentų miniatiūrizavimo erą, didelio tankio montavimą ir daug šilinimo surinkimą, nepakanka pasikliauti komponentų, turinčių labai mažą paviršiaus plotą, paviršių, kad išsklaidytų šilumą. Tuo pačiu metu dėl sunkių paviršiaus pritvirtintų komponentų, tokių kaip QFP ir BGA, komponentų sukuriama šiluma perduodama į PCB plokštę dideliais kiekiais. Todėl geriausias būdas išspręsti šilumos išsklaidymą yra pagerinti paties PCB šilumos išsklaidymo pajėgumą tiesiogiai kontaktuojant su kaitinimo elementu. Elgesys ar emit.
3. Priimkite pagrįstą maršruto parinkimo dizainą, kad pasiektumėte šilumos išsklaidymą
Kadangi dervos šilumos laidumas lape yra prastas, o vario folijos linijos ir skylės yra geri šilumos laidininkai, pagerinant vario folijos liekaną ir padidinant šiluminės laidumo skylutes yra pagrindinė šilumos išsklaidymo priemonė.
Norint įvertinti PCB šilumos išsklaidymo pajėgumą, būtina apskaičiuoti kompozicinės medžiagos, sudarytos iš įvairių medžiagų, turinčių skirtingus šilumos laidumo koeficientus, lygiavertį šilumos laidumą (devynis EQ) - izoliacinį substratą PCB.
4. Įranga, kuri naudoja nemokamą konvekcinį oro aušinimą, geriausia sutvarkyti integruotas grandines (ar kitus prietaisus) vertikaliai ar horizontaliai.
5. Įrenginiai ant tos pačios spausdintos lentos turėtų būti išdėstyti atsižvelgiant į jų šilumos generavimą ir šilumos išsklaidymą. Prietaisai, turintys mažą šilumos gamybą ar prastą atsparumą šilumai (pvz., Maži signalo tranzistoriai, nedidelės masto integruotos grandinės, elektrolitiniai kondensatoriai ir kt.), Į viršutinį aušinimo oro srauto srautą yra dedami į viršutinį aušinimo oro srauto srautą (prie įėjimo), įtaisus, turinčius didelius šilumos atsparumą, esant dideliam atsparumui šilumai (pvz., Galios tranzistoriai, didelio masto integruotos grandinės ir tt) yra pastatytos daugiausiai atsparumo šilumai (pvz.
6. Horizontalia kryptimi didelės galios įtaisai turėtų būti dedami kuo arčiau spausdintos plokštės krašto, kad būtų galima sutrumpinti šilumos perdavimo kelią; Vertikalia kryptimi didelės galios įtaisai turėtų būti dedami kuo arčiau spausdintos plokštės viršaus, kad būtų sumažinta šių prietaisų temperatūra dirbant su kitais prietaisų smūgiu.
7. Temperatūrai jautrus įtaisas geriausiai dedamas į žemiausią temperatūrą (pvz., Įrenginio apačią). Niekada nedėkite jo tiesiai virš šilumos sukeliančio įrenginio. Pageidautina, kad horizontalioje plokštumoje pageidautina kelis įrenginius.
8. Spausdintos plokštės šilumos išsklaidymas įrangoje daugiausia priklauso nuo oro srauto, todėl oro srauto kelias turėtų būti ištirtas dizaine, o prietaisas arba spausdinta plokštė turėtų būti pagrįstai sukonfigūruota. Kai oras teka, jis visada linkęs tekėti ten, kur pasipriešinimas yra mažas, todėl konfigūruojant įtaisus ant spausdintos plokštės plokštės, būtina išvengti didelės oro erdvės palikimo tam tikroje srityje. Kelių spausdintų plokščių konfigūracija visame kompiuteryje taip pat turėtų atkreipti dėmesį į tą pačią problemą.
9. Venkite karštųjų taškų koncentracijos PCB, kiek įmanoma tolygiai paskirstykite PCB galią ir išlaikykite PCB paviršiaus uniformos ir nuoseklumo temperatūros našumą. Dažnai sunku pasiekti griežtą vienodą pasiskirstymą projektavimo procese, tačiau būtina išvengti vietų, kuriose yra per didelis galios tankis, kad būtų išvengta karštų taškų, turinčių įtakos normaliam visos grandinės veikimui. Jei sąlygos leidžia, būtina atspausdintų grandinių šiluminio efektyvumo analizė. Pavyzdžiui, šiluminio efektyvumo indekso analizės programinės įrangos moduliai, pridedami prie kai kurių profesionalių PCB projektavimo programinės įrangos, gali padėti dizaineriams optimizuoti grandinės dizainą.
