Siltums, ko nodrošina elektroniskais aprīkojums darbības laikā, izraisa iekārtu iekšējo temperatūru strauji paaugstināties. Ja siltums nav izkliedēts laikā, aprīkojums turpinās sildīt, ierīce neizdosies pārkaršanas dēļ, un elektronisko aprīkojuma uzticamība samazināsies. Tāpēc ir ļoti svarīgi izkliedēt siltumu uz ķēdes plati.
Drukātās shēmas plates temperatūras paaugstināšanās faktoru analīze
Drukātās plates temperatūras paaugstināšanās tiešais cēlonis ir saistīts ar ķēdes enerģijas patēriņa ierīču klātbūtni, un elektroniskajām ierīcēm ir jaudas patēriņš dažādās pakāpēs, un siltuma intensitāte mainās ar enerģijas patēriņu.
Divas drukātu dēļu temperatūras paaugstināšanās parādības:
(1) vietējās temperatūras paaugstināšanās vai lielas platības temperatūras paaugstināšanās;
(2) Īstermiņa temperatūras paaugstināšanās vai ilgtermiņa temperatūras paaugstināšanās.
Analizējot PCB termiskās enerģijas patēriņu, parasti no šādiem aspektiem.
Elektriskās enerģijas patēriņš
1) analizēt enerģijas patēriņu uz laukuma vienību;
(2) Analizējiet enerģijas patēriņa sadalījumu PCB shēmas platē.
2. drukātās dēļa struktūra
1) iespiestā dēļa lielums;
(2) iespiesta dēļa materiāls.
3. Drukātās plates uzstādīšanas metode
(1) uzstādīšanas metode (piemēram, vertikālā uzstādīšana un horizontālā uzstādīšana);
(2) blīvēšanas stāvoklis un attālums no apvalka.
4. Termiskais starojums
(1) iespiestas dēļa virsmas emisija;
2) temperatūras starpība starp drukāto plati un blakus esošo virsmu un to absolūto temperatūru;
5. Siltuma vadīšana
(1) Instalējiet radiatoru;
(2) citu uzstādīšanas strukturālo detaļu vadīšana.
6. Termiskā konvekcija
(1) dabiskā konvekcija;
(2) piespiedu dzesēšanas konvekcija.
Iepriekš minēto PCB faktoru analīze ir efektīvs veids, kā atrisināt iespiestā dēļa temperatūras paaugstināšanos. Šie faktori bieži ir saistīti un atkarīgi no produkta un sistēmas. Lielākā daļa faktoru jāanalizē atbilstoši faktiskajai situācijai, tikai noteiktai faktiskai situācijai. Tikai šajā situācijā temperatūras paaugstināšanās un enerģijas patēriņa parametri var pareizi aprēķināt vai aprēķināt.
Ķēdes plates dzesēšanas metode
1. Augsta siltumenerģijas ierīce, kā arī siltuma izlietne un siltuma vadīšanas plāksne
Kad dažas PCB ierīces rada lielu siltuma daudzumu (mazāk nekā 3), siltumizolācijas ierīcei var pievienot siltuma izlietni vai siltuma cauruli. Kad temperatūru nevar pazemināt, siltuma izkliedes efekta uzlabošanai var izmantot siltuma izlietni ar ventilatoru. Ja ir vairāk apkures ierīču (vairāk nekā 3), var izmantot lielu siltuma izkliedes pārsegu (dēli). Tas ir īpašs radiators, kas pielāgots atbilstoši sildīšanas ierīces stāvoklim un augstumam uz PCB paneļa vai lielā plakanā radiatorā, izslēdzot dažādu komponentu augstumu. Piestipriniet siltuma izkliedes pārklājumu līdz komponenta virsmai un saskarieties ar katru komponentu, lai izkliedētu siltumu. Tomēr komponentu sliktās konsistences dēļ montāžas un metināšanas laikā siltuma izkliedes efekts nav labs. Parasti uz komponenta virsmas pievieno mīkstas termiskās fāzes maiņas termisko spilventiņu, lai uzlabotu siltuma izkliedes efektu.
2. Siltuma izkliede caur pašu PCB dēli
Pašlaik plaši izmantotās PCB plāksnes ir ar vara pārklājumu/epoksīda stikla auduma substrātiem vai fenola sveķu stikla auduma substrātiem, un tiek izmantotas neliela daļa uz papīra bāzes vara pārklājumu plāksnes. Lai arī šiem substrātiem ir lieliska elektriskā veiktspēja un apstrādes veiktspēja, tiem ir slikta karstuma izkliedēšana. Kā karstuma izkliedes ceļš augstiem siltumizveidotiem komponentiem, pati PCB diez vai var sagaidīt, ka no PCB sveķiem veiks siltumu, bet izkliedēs siltumu no komponenta virsmas uz apkārtējo gaisu. Tomēr, tā kā elektroniskie produkti ir nonākuši komponentu miniaturizācijas, augsta blīvuma uzstādīšanas un augstas karstuma komplekta laikmetā, ar to nepietiek, lai paļautos uz komponentu virsmu ar ļoti mazu virsmas laukumu, lai izkliedētu siltumu. Tajā pašā laikā, sakarā ar smagu uz virsmām uzstādītiem komponentiem, piemēram, QFP un BGA, komponentu radītais siltums lielos daudzumos tiek pārnests uz PCB plati. Tāpēc labākais veids, kā atrisināt siltuma izkliedi, ir uzlabot paša PCB siltuma izkliedes spēju tiešā saskarē ar apkures elementu. Izturēties vai izstarot.
3. Pieņemiet saprātīgu maršrutēšanas dizainu, lai sasniegtu karstuma izkliede
Tā kā sveķu siltumvadītspēja loksnē ir slikta, un vara folijas līnijas un caurumi ir labi siltuma vadītāji, uzlabojot vara folijas atlikušo ātrumu un palielinot termiskās vadīšanas caurumus, ir galvenais siltuma izkliedes līdzeklis.
Lai novērtētu PCB siltuma izkliedes spēju, ir jāaprēķina kompozītmateriāla ekvivalentā siltumvadītspēja (deviņi EQ), kas sastāv no dažādiem materiāliem ar dažādiem siltumvadītspējas koeficientiem - izolācijas substrātu PCB.
4. Iekārtām, kas izmanto bezmaksas konvekcijas gaisa dzesēšanu, vislabāk ir integrētās shēmas (vai citas ierīces) sakārtot vertikāli vai horizontāli.
5. Ierīces uz tā paša drukātā dēļa, cik vien iespējams, jāorganizē atbilstoši to siltuma veidošanai un siltuma izkliedēšanai. Ierīces ar nelielu siltuma veidošanos vai sliktu karstuma pretestību (piemēram, mazi signālu tranzistori, maza mēroga integrētās shēmas, elektrolītiskie kondensatori utt.) Tiek ievietotas dzesējošās gaisa plūsmas augšējā straumē (pie ieejas), ierīces ar lielu siltuma veidošanos vai labu siltuma izturību (tādi kā enerģijas tranzistori, kas dzesējoši integrēti, utt.).
6. Horizontālā virzienā lieljaudas ierīces jānovieto pēc iespējas tuvāk iespiestā dēļa malai, lai saīsinātu siltuma pārneses ceļu; Vertikālā virzienā lieljaudas ierīces jānovieto pēc iespējas tuvāk drukātās plates augšdaļai, lai samazinātu šo ierīču temperatūru, strādājot pie citu ierīču trieciena.
7. Temperatūras jutīgā ierīce vislabāk novieto apgabalā ar zemāko temperatūru (piemēram, ierīces apakšā). Nekad nelieciet to tieši virs siltumenerģijas ģenerējošās ierīces. Vēlams, lai horizontālā plaknē ir vairākas ierīces.
8. Drukātās tāfeles siltuma izkliedēšana aprīkojumā galvenokārt ir atkarīga no gaisa plūsmas, tāpēc gaisa plūsmas ceļš jāizpēta dizainā, un ierīcei vai iespiestajam shēmas platei jābūt pamatoti konfigurējai. Kad gaiss plūst, tam vienmēr ir tendence plūst tur, kur pretestība ir maza, tāpēc, konfigurējot ierīces uz drukātās shēmas plates, ir jāizvairās no liela gaisa telpas atstāšanas noteiktā apgabalā. Vairāku iespiestu shēmas plates konfigurācijai visā mašīnā jāpievērš uzmanība arī vienai un tai pašai problēmai.
9. Izvairieties no karsto punktu koncentrācijas uz PCB, pēc iespējas vienmērīgāk sadaliet jaudu uz PCB un saglabājiet PCB virsmas vienveidības temperatūras veiktspēju un konsekventu. Bieži vien ir grūti sasniegt stingru vienmērīgu sadalījumu projektēšanas procesā, taču ir jāizvairās no vietām ar pārāk lielu jaudas blīvumu, lai izvairītos no karstajiem punktiem, kas ietekmē visas ķēdes normālu darbību. Ja apstākļi atļauj, ir nepieciešama iespiesto ķēžu termiskās efektivitātes analīze. Piemēram, dažās profesionālās PCB projektēšanas programmatūrā pievienotie termiskās efektivitātes indeksa analīzes programmatūras moduļi var palīdzēt dizaineriem optimizēt shēmas dizainu.