Iš PCB pasaulio
Elektroninei įrangai veikimo metu susidaro tam tikras šilumos kiekis, todėl įrangos vidinė temperatūra sparčiai kyla.Laiku neišsiskleidus šiluma, įranga toliau kais, o prietaisas suges dėl perkaitimo.Elektroninės įrangos patikimumas Sumažės našumas.
Todėl labai svarbu tinkamai apdoroti plokštę su šilumos išsklaidymu.PCB plokštės šilumos išsklaidymas yra labai svarbi grandis, taigi, kokia yra PCB plokštės šilumos išsklaidymo technika, toliau aptarkime tai kartu.
01
Šilumos išsklaidymas per pačią PCB plokštę Šiuo metu plačiai naudojamos PCB plokštės yra vario / epoksidinio stiklo audinio substratai arba fenolio dervos stiklo audinio substratai, taip pat naudojamas nedidelis kiekis popierinių variu plakiruotų plokščių.
Nors šie substratai pasižymi puikiomis elektrinėmis ir apdorojimo savybėmis, jie prastai išsklaido šilumą.Kaip šilumos išsklaidymo metodas stipriai įkaistantiems komponentams, beveik neįmanoma tikėtis, kad šilumą praleidžia pati PCB derva, bet išsklaido šilumą nuo komponento paviršiaus į aplinkinį orą.
Tačiau elektroniniams gaminiams įžengus į komponentų miniatiūrizavimo, didelio tankio montavimo ir didelio kaitinimo surinkimo erą, norint išsklaidyti šilumą, nepakanka pasikliauti labai mažo paviršiaus ploto komponento paviršiumi.
Tuo pačiu metu dėl plačiai naudojamų paviršinio montavimo komponentų, tokių kaip QFP ir BGA, komponentų generuojama šiluma didelis kiekis perduodamas PCB plokštei.Todėl geriausias būdas išspręsti šilumos išsklaidymo problemą yra pagerinti pačios PCB, kuri tiesiogiai liečiasi su šildymo elementu, šilumos išsklaidymo pajėgumus.Diriguojamas arba spinduliuojamas.
PCB išdėstymas
Termiškai jautrūs prietaisai dedami į šalto vėjo zoną.
Temperatūros aptikimo įtaisas dedamas į karščiausią padėtį.
Prietaisai toje pačioje spausdintinėje plokštėje turėtų būti išdėstyti kiek įmanoma pagal jų šiluminę vertę ir šilumos išsklaidymo laipsnį.Prietaisai, kurių šilumingumas yra mažas arba atsparūs karščiui (pvz., maži signaliniai tranzistoriai, mažos apimties integriniai grandynai, elektrolitiniai kondensatoriai ir kt.), turi būti dedami į aušinimo oro srautą.Viršutinis srautas (prie įėjimo), didelės šilumos ar karščio varžos įrenginiai (pvz., galios tranzistoriai, didelės apimties integriniai grandynai ir kt.) yra labiausiai pasroviui nuo aušinimo oro srauto.
Horizontalioje kryptyje didelės galios įrenginiai dedami kuo arčiau spausdintinės plokštės krašto, kad sutrumpėtų šilumos perdavimo kelias;vertikalia kryptimi didelės galios įrenginiai dedami kuo arčiau spausdintinės plokštės viršaus, kad būtų sumažintas šių įrenginių poveikis kitų prietaisų temperatūrai, kai jie veikia.
Spausdintinės plokštės šilumos išsklaidymas įrangoje daugiausia priklauso nuo oro srauto, todėl projektuojant reikia ištirti oro srauto kelią ir tinkamai sukonfigūruoti įrenginį arba spausdintinę plokštę.
Projektavimo procese dažnai sunku pasiekti griežtą vienodą paskirstymą, tačiau reikia vengti zonų, kuriose yra per didelis galios tankis, kad karštosios vietos nepakenktų normaliam visos grandinės veikimui.
Jei įmanoma, būtina išanalizuoti spausdintinės grandinės šiluminį efektyvumą.Pavyzdžiui, šiluminio efektyvumo indekso analizės programinės įrangos modulis, įtrauktas į profesionalią PCB projektavimo programinę įrangą, gali padėti dizaineriams optimizuoti grandinės dizainą.
02
Daug šilumos generuojantys komponentai, taip pat radiatoriai ir šilumą laidžios plokštės.Kai mažas PCB komponentų skaičius generuoja didelį šilumos kiekį (mažiau nei 3), prie šilumą generuojančių komponentų galima pridėti aušintuvą arba šilumos vamzdelį.Kai negalima sumažinti temperatūros, galima naudoti radiatorių su ventiliatoriumi, kad padidintų šilumos išsklaidymo efektą.
Kai šildymo prietaisų skaičius yra didelis (daugiau nei 3), galima naudoti didelį šilumos išsklaidymo dangtelį (plokštę), kuris yra specialus šilumos šalintuvas, pritaikytas pagal šildymo įrenginio padėtį ir aukštį ant PCB arba didelio buto. šilumos kriauklė Iškirpkite skirtingas komponentų aukščio pozicijas.Šilumos išsklaidymo dangtelis yra vientisai pritvirtintas prie komponento paviršiaus ir liečiasi su kiekvienu komponentu, kad išsklaidytų šilumą.
Tačiau šilumos išsklaidymo efektas nėra geras dėl prasto aukščio pastovumo montuojant ir suvirinant komponentus.Paprastai ant komponento paviršiaus pridedamas minkštas šiluminės fazės keitimo terminis padas, siekiant pagerinti šilumos išsklaidymo efektą.
03
Įrangoje, kuri naudoja laisvą konvekcinį oro aušinimą, integrinius grandynus (ar kitus įrenginius) geriausia išdėstyti vertikaliai arba horizontaliai.
04
Priimkite pagrįstą laidų konstrukciją, kad išsisklaidytumėte šilumą.Kadangi plokštėje esanti derva turi prastą šilumos laidumą, o vario folijos linijos ir skylės yra geri šilumos laidininkai, pagrindinės šilumos išsklaidymo priemonės yra vario folijos likusio kiekio didinimas ir šilumos laidumo skylių didinimas.Norint įvertinti PCB šilumos išsklaidymo gebą, reikia apskaičiuoti kompozitinės medžiagos, sudarytos iš įvairių medžiagų, turinčių skirtingą šilumos laidumą, ekvivalentinį šilumos laidumą (devyni ekv.) - izoliacinį PCB pagrindą.
05
Prietaisai toje pačioje spausdintinėje plokštėje turėtų būti išdėstyti kiek įmanoma pagal jų šiluminę vertę ir šilumos išsklaidymo laipsnį.Į aušinimo oro srautą turi būti dedami prietaisai, turintys mažą šiluminę vertę arba prastą atsparumą karščiui (pvz., mažo signalo tranzistoriai, mažos apimties integriniai grandynai, elektrolitiniai kondensatoriai ir kt.).Viršutinis srautas (prie įėjimo), didelės šilumos ar karščio varžos įrenginiai (pvz., galios tranzistoriai, didelės apimties integriniai grandynai ir kt.) yra labiausiai pasroviui nuo aušinimo oro srauto.
06
Horizontalioje kryptimi didelės galios įrenginiai išdėstyti kuo arčiau spausdintinės plokštės krašto, kad sutrumpėtų šilumos perdavimo kelias;vertikalia kryptimi didelės galios įrenginiai yra išdėstyti kuo arčiau spausdintinės plokštės viršaus, kad būtų sumažinta šių įrenginių įtaka kitų įrenginių temperatūrai..
07
Spausdintinės plokštės šilumos išsklaidymas įrangoje daugiausia priklauso nuo oro srauto, todėl projektuojant reikia ištirti oro srauto kelią ir tinkamai sukonfigūruoti įrenginį arba spausdintinę plokštę.
Kai oras teka, jis visada linkęs tekėti mažo pasipriešinimo vietose, todėl konfigūruodami įrenginius spausdintinėje plokštėje venkite palikti didelę oro erdvę tam tikroje srityje.
Kelių spausdintinių plokščių konfigūracija visoje mašinoje taip pat turėtų atkreipti dėmesį į tą pačią problemą.
08
Temperatūrai jautrų įrenginį geriausia dėti žemiausios temperatūros zonoje (pavyzdžiui, įrenginio apačioje).Niekada nedėkite jo tiesiai virš šildymo prietaiso.Geriausia kelis įrenginius išdėstyti horizontalioje plokštumoje.
09
Įrenginius, kurių energijos suvartojimas ir šiluma generuoja daugiausiai, pastatykite šalia geriausios šilumos išsklaidymo vietos.Nestatykite stipriai kaitinančių prietaisų ant spausdintinės plokštės kampų ir periferinių kraštų, nebent šalia jos būtų įrengtas aušintuvas.Projektuodami galios rezistorių rinkitės kuo didesnį įrenginį, o koreguodami spausdintinės plokštės išdėstymą pasirūpinkite, kad jame būtų pakankamai vietos šilumos išsklaidyti.
10
Venkite karštųjų taškų koncentracijos ant PCB, kiek įmanoma tolygiau paskirstykite galią ant PCB plokštės ir palaikykite vienodą ir pastovią PCB paviršiaus temperatūrą.
Projektavimo procese dažnai sunku pasiekti griežtą vienodą paskirstymą, tačiau reikia vengti zonų, kuriose yra per didelis galios tankis, kad karštosios vietos nepakenktų normaliam visos grandinės veikimui.
Jei įmanoma, būtina išanalizuoti spausdintinės grandinės šiluminį efektyvumą.Pavyzdžiui, šiluminio efektyvumo indekso analizės programinės įrangos modulis, įtrauktas į profesionalią PCB projektavimo programinę įrangą, gali padėti dizaineriams optimizuoti grandinės dizainą.