No PCB World

Elektroniskajām iekārtām darbības laikā rodas noteikts siltuma daudzums, lai iekārtu iekšējā temperatūra strauji paaugstinās.Ja siltums netiek laicīgi izkliedēts, iekārta turpinās uzkarst, un ierīce pārkaršanas dēļ neizdosies.Elektronisko iekārtu uzticamība Samazināsies veiktspēja.

Tāpēc ir ļoti svarīgi veikt labu siltuma izkliedes apstrādi uz shēmas plates.PCB shēmas plates siltuma izkliede ir ļoti svarīga saikne, tāpēc kāda ir PCB shēmas plates siltuma izkliedes tehnika, tālāk apspriedīsim to kopā.

01
Siltuma izkliede caur pašu PCB plāksni Pašlaik plaši izmantotās PCB plāksnes ir ar varu pārklātas/epoksīda stikla auduma substrāti vai fenola sveķu stikla auduma substrāti, un tiek izmantots neliels daudzums uz papīra bāzes pārklātu vara plātņu.

Lai gan šiem substrātiem ir lieliskas elektriskās īpašības un apstrādes īpašības, tiem ir slikta siltuma izkliede.Kā siltuma izkliedes metode komponentiem ar augstu sildīšanu ir gandrīz neiespējami sagaidīt, ka siltumu vadīs paši PCB sveķi, bet gan siltumu no komponenta virsmas izkliedētu apkārtējā gaisā.

Tomēr, tā kā elektroniskie izstrādājumi ir iegājuši komponentu miniaturizācijas, augsta blīvuma montāžas un augstas apsildes montāžas laikmetā, siltuma izkliedēšanai nepietiek ar to, ka paļaujas uz komponenta virsmu ar ļoti mazu virsmas laukumu.

Tajā pašā laikā, pateicoties plašu virsmas montāžas komponentu, piemēram, QFP un BGA, izmantošanai, komponentu radītais siltums lielā daudzumā tiek pārnests uz PCB plati.Tāpēc labākais veids, kā atrisināt siltuma izkliedi, ir uzlabot pašas PCB, kas ir tiešā saskarē ar sildelementu, siltuma izkliedes spēju.Vada vai izstaro.

PCB izkārtojums
Termiski jutīgas ierīces tiek novietotas aukstā vēja zonā.

Temperatūras noteikšanas ierīce ir novietota karstākajā pozīcijā.

Ierīces uz vienas un tās pašas iespiedplates ir pēc iespējas sakārtotas atbilstoši to siltumspējai un siltuma izkliedes pakāpei.Ierīces ar mazu siltumspēju vai vāju siltuma pretestību (piemēram, mazi signāla tranzistori, maza mēroga integrālās shēmas, elektrolītiskie kondensatori utt.) jāievieto dzesēšanas gaisa plūsmā.Augstākā plūsma (pie ieejas), ierīces ar lielu siltuma vai siltuma pretestību (piemēram, jaudas tranzistori, liela mēroga integrālās shēmas utt.) ir novietotas vistālāk lejpus dzesēšanas gaisa plūsmas.

Horizontālā virzienā lieljaudas ierīces tiek novietotas pēc iespējas tuvāk iespiedplates malai, lai saīsinātu siltuma pārneses ceļu;vertikālā virzienā lieljaudas ierīces tiek novietotas pēc iespējas tuvāk iespiedplates augšdaļai, lai samazinātu šo ierīču ietekmi uz citu ierīču temperatūru, kad tās darbojas.

Iespiestās plates siltuma izkliede iekārtā galvenokārt ir atkarīga no gaisa plūsmas, tāpēc projektēšanas laikā ir jāizpēta gaisa plūsmas ceļš un ierīce vai iespiedshēmas plate ir saprātīgi jākonfigurē.

Bieži vien projektēšanas procesā ir grūti panākt stingru vienmērīgu sadalījumu, taču ir jāizvairās no zonām ar pārāk lielu jaudas blīvumu, lai karstie punkti neietekmētu visas ķēdes normālu darbību.

Ja iespējams, ir jāanalizē iespiedshēmas termiskā efektivitāte.Piemēram, termiskās efektivitātes indeksa analīzes programmatūras modulis, kas pievienots dažai profesionālai PCB projektēšanas programmatūrai, var palīdzēt dizaineriem optimizēt ķēdes dizainu.

02
Augstu siltumu ģenerējošas sastāvdaļas, kā arī radiatori un siltumvadošās plāksnes.Ja neliels PCB komponentu skaits rada lielu siltuma daudzumu (mazāk par 3), siltumu ģenerējošajiem komponentiem var pievienot siltuma izlietni vai siltuma cauruli.Ja temperatūru nevar pazemināt, var izmantot radiatoru ar ventilatoru, lai uzlabotu siltuma izkliedes efektu.

Ja sildīšanas ierīču skaits ir liels (vairāk nekā 3), var izmantot lielu siltuma izkliedes vāku (dēli), kas ir īpašs siltuma izlietne, kas pielāgota sildīšanas ierīces novietojumam un augstumam uz PCB vai liela dzīvokļa. siltuma izlietne Izgrieziet dažādas detaļu augstuma pozīcijas.Siltuma izkliedes pārsegs ir integrēti piesprādzēts uz komponenta virsmas, un tas saskaras ar katru komponentu, lai izkliedētu siltumu.

Tomēr siltuma izkliedes efekts nav labs, jo detaļu montāžas un metināšanas laikā ir slikta augstuma konsistence.Parasti komponenta virsmai tiek pievienots mīksts termiskās fāzes maiņas termiskais spilventiņš, lai uzlabotu siltuma izkliedes efektu.

03
Iekārtām, kas izmanto brīvas konvekcijas gaisa dzesēšanu, vislabāk ir sakārtot integrētās shēmas (vai citas ierīces) vertikāli vai horizontāli.

04
Pieņemiet saprātīgu elektroinstalācijas dizainu, lai realizētu siltuma izkliedi.Tā kā plāksnē esošajiem sveķiem ir slikta siltumvadītspēja un vara folijas līnijas un caurumi ir labi siltumvadītāji, galvenais siltuma izkliedes līdzeklis ir vara folijas atlikušā ātruma palielināšana un siltuma vadīšanas caurumu palielināšana.Lai novērtētu PCB siltuma izkliedes spēju, ir jāaprēķina kompozītmateriāla ekvivalentā siltumvadītspēja (deviņi ekv.), kas sastāv no dažādiem materiāliem ar atšķirīgu siltumvadītspēju - PCB izolācijas substrātam.

05
Ierīces uz vienas un tās pašas iespiedplates ir pēc iespējas sakārtotas atbilstoši to siltumspējai un siltuma izkliedes pakāpei.Ierīces ar zemu siltumspēju vai zemu siltuma pretestību (piemēram, mazu signālu tranzistori, maza mēroga integrālās shēmas, elektrolītiskie kondensatori u.c.) jāievieto dzesēšanas gaisa plūsmā.Augstākā plūsma (pie ieejas), ierīces ar lielu siltuma vai siltuma pretestību (piemēram, jaudas tranzistori, liela mēroga integrālās shēmas utt.) ir novietotas vistālāk lejpus dzesēšanas gaisa plūsmas.

06
Horizontālā virzienā lieljaudas ierīces ir izvietotas pēc iespējas tuvāk iespiedplates malai, lai saīsinātu siltuma pārneses ceļu;vertikālā virzienā lieljaudas ierīces ir izvietotas pēc iespējas tuvāk iespiedplates augšdaļai, lai samazinātu šo ierīču ietekmi uz citu ierīču temperatūru..

07
Iespiestās plates siltuma izkliede iekārtā galvenokārt ir atkarīga no gaisa plūsmas, tāpēc projektēšanas laikā ir jāizpēta gaisa plūsmas ceļš un ierīce vai iespiedshēmas plate ir saprātīgi jākonfigurē.

Gaisam plūstot, tam vienmēr ir tendence plūst vietās ar zemu pretestību, tāpēc, konfigurējot ierīces uz iespiedshēmas plates, izvairieties atstāt lielu gaisa telpu noteiktā apgabalā.

Vairāku iespiedshēmu plates konfigurācijai visā mašīnā arī jāpievērš uzmanība tai pašai problēmai.

08
Temperatūras jutīgo ierīci vislabāk novietot zemākās temperatūras zonā (piemēram, ierīces apakšā).Nekad nenovietojiet to tieši virs sildīšanas ierīces.Vislabāk ir novietot vairākas ierīces horizontālā plaknē.

09
Novietojiet ierīces ar vislielāko enerģijas patēriņu un siltuma ražošanu vislabākajā siltuma izkliedes vietā.Nenovietojiet augstas apsildes ierīces uz iespiedplates stūriem un perifērijas malām, ja vien tās tuvumā nav uzstādīta siltuma izlietne.Izstrādājot jaudas rezistoru, izvēlieties pēc iespējas lielāku ierīci un, pielāgojot iespiedplates izkārtojumu, lai tajā būtu pietiekami daudz vietas siltuma izkliedēšanai.

10
Izvairieties no karsto punktu koncentrācijas uz PCB, pēc iespējas vienmērīgi sadaliet strāvu uz PCB plates un saglabājiet PCB virsmas temperatūras veiktspēju vienmērīgi un konsekventi.

Bieži vien projektēšanas procesā ir grūti panākt stingru vienmērīgu sadalījumu, taču ir jāizvairās no zonām ar pārāk lielu jaudas blīvumu, lai karstie punkti neietekmētu visas ķēdes normālu darbību.

Ja iespējams, ir jāanalizē iespiedshēmas termiskā efektivitāte.Piemēram, termiskās efektivitātes indeksa analīzes programmatūras modulis, kas pievienots dažai profesionālai PCB projektēšanas programmatūrai, var palīdzēt dizaineriem optimizēt ķēdes dizainu.