De warmte die tijdens het gebruik door elektronische apparatuur wordt gegenereerd, zorgt ervoor dat de interne temperatuur van de apparatuur snel stijgt. Als de warmte niet op tijd wordt afgevoerd, zal de apparatuur blijven opwarmen, zal het apparaat defect raken door oververhitting en zal de betrouwbaarheid van de elektronische apparatuur afnemen. Daarom is het erg belangrijk om de warmte naar de printplaat af te voeren.

Factoranalyse van temperatuurstijging van printplaten

De directe oorzaak van de temperatuurstijging van de printplaat is te wijten aan de aanwezigheid van apparaten voor stroomverbruik van circuits, en elektronische apparaten verbruiken in verschillende mate stroom, en de warmte-intensiteit verandert met het stroomverbruik.

Twee fenomenen van temperatuurstijging in printplaten:
(1) Lokale temperatuurstijging of temperatuurstijging in een groot gebied;
(2) Temperatuurstijging op korte termijn of temperatuurstijging op lange termijn.

Bij het analyseren van het thermische energieverbruik van PCB's, meestal op basis van de volgende aspecten.

Elektriciteitsverbruik
(1) Analyseer het energieverbruik per oppervlakte-eenheid;
(2) Analyseer de verdeling van het stroomverbruik op de PCB-printplaat.

2. De structuur van de printplaat
(1) De grootte van de printplaat;
(2) Materiaal van printplaat.

3. Installatiemethode van printplaat
(1) Installatiemethode (zoals verticale installatie en horizontale installatie);
(2) Afdichtingstoestand en afstand tot de behuizing.

4. Thermische straling
(1) Emissiviteit van het printplaatoppervlak;
(2) Het temperatuurverschil tussen de printplaat en het aangrenzende oppervlak en hun absolute temperatuur;

5. Warmtegeleiding
(1) Installeer de radiator;
(2) Geleiding van andere structurele installatieonderdelen.

6. Thermische convectie
(1) Natuurlijke convectie;
(2) Geforceerde koelconvectie.

De analyse van bovenstaande factoren vanaf de printplaat is een effectieve manier om de temperatuurstijging van de printplaat op te lossen. Deze factoren zijn vaak gerelateerd en afhankelijk in een product en systeem. De meeste factoren moeten worden geanalyseerd op basis van de werkelijke situatie, alleen voor een specifieke feitelijke situatie. Alleen in deze situatie kunnen de parameters temperatuurstijging en energieverbruik correct worden berekend of geschat.

Koelmethode voor printplaten

1. Apparaat met hoge warmteontwikkeling plus koellichaam en warmtegeleidingsplaat
Wanneer een paar apparaten op de printplaat een grote hoeveelheid warmte genereren (minder dan 3), kan een koellichaam of heatpipe aan het warmtegenererende apparaat worden toegevoegd. Wanneer de temperatuur niet kan worden verlaagd, kan een koellichaam met ventilator worden gebruikt om het warmteafvoereffect te versterken. Als er meer verwarmingsapparaten zijn (meer dan 3), kan een grote warmteafvoerafdekking (plaat) worden gebruikt. Het is een speciale radiator die is aangepast aan de positie en hoogte van het verwarmingsapparaat op de printplaat of in een grote platte radiator. Knip de hoogte van verschillende componenten uit. Bevestig de warmteafvoerafdekking op het oppervlak van het onderdeel en maak contact met elk onderdeel om de warmte af te voeren. Vanwege de slechte consistentie van de componenten tijdens de montage en het lassen is het warmteafvoereffect echter niet goed. Gewoonlijk wordt een zacht thermisch thermisch kussen met faseverandering op het componentoppervlak toegevoegd om het warmtedissipatie-effect te verbeteren.

2. Warmteafvoer via de printplaat zelf
Momenteel zijn de veelgebruikte PCB-platen met koper beklede/epoxyglasdoeksubstraten of fenolharsglasdoeksubstraten, en er wordt een kleine hoeveelheid op papier gebaseerde, met koper beklede platen gebruikt. Hoewel deze substraten uitstekende elektrische prestaties en verwerkingsprestaties hebben, hebben ze een slechte warmteafvoer. Als warmteafvoerroute voor componenten die veel warmte genereren, kan nauwelijks worden verwacht dat de PCB zelf warmte van de hars van de PCB geleidt, maar warmte van het oppervlak van de component naar de omringende lucht afvoert. Nu elektronische producten echter het tijdperk zijn ingegaan van miniaturisatie van componenten, installatie met hoge dichtheid en assemblage onder hoge temperaturen, is het niet voldoende om te vertrouwen op het oppervlak van componenten met een zeer klein oppervlak om de warmte af te voeren. Tegelijkertijd wordt door het intensieve gebruik van opbouwcomponenten zoals QFP en BGA de door de componenten gegenereerde warmte in grote hoeveelheden naar de printplaat overgedragen. Daarom is de beste manier om de warmtedissipatie op te lossen het verbeteren van de warmtedissipatiecapaciteit van de PCB zelf in direct contact met het verwarmingselement. Voeren of uitzenden.

3. Gebruik een redelijk routeringsontwerp om warmteafvoer te bereiken
Omdat de thermische geleidbaarheid van de hars in de plaat slecht is en de koperfolielijnen en gaten goede warmtegeleiders zijn, zijn het verbeteren van de restsnelheid van de koperfolie en het vergroten van de thermische geleidingsgaten de belangrijkste middelen voor warmtedissipatie.
Om het warmteafvoervermogen van de PCB te evalueren, is het noodzakelijk om de equivalente thermische geleidbaarheid (negen eq) te berekenen van het composietmateriaal dat is samengesteld uit verschillende materialen met verschillende thermische geleidbaarheidscoëfficiënten: het isolerende substraat voor PCB's.

4. Voor apparatuur die gebruik maakt van vrije convectieluchtkoeling kunt u de geïntegreerde schakelingen (of andere apparaten) het beste verticaal of horizontaal plaatsen.

5. Apparaten op dezelfde printplaat moeten zoveel mogelijk worden gerangschikt op basis van hun warmteopwekking en warmteafvoer. Apparaten met een kleine warmteontwikkeling of een slechte hittebestendigheid (zoals kleine signaaltransistoren, kleinschalige geïntegreerde schakelingen, elektrolytische condensatoren, enz.) worden in de bovenste stroom van de koelluchtstroom (bij de ingang) geplaatst, apparaten met een grote warmteontwikkeling of goede hittebestendigheid (zoals vermogenstransistors, grootschalige geïntegreerde schakelingen etc.) worden zo stroomafwaarts van de koelluchtstroom geplaatst.

6. In horizontale richting moeten de krachtige apparaten zo dicht mogelijk bij de rand van de printplaat worden geplaatst om het warmteoverdrachtspad te verkorten; in verticale richting moeten de apparaten met hoog vermogen zo dicht mogelijk bij de bovenkant van de printplaat worden geplaatst om de temperatuur van deze apparaten te verlagen wanneer aan andere Impact-apparaten wordt gewerkt.

7. Het temperatuurgevoelige apparaat kun je het beste plaatsen op de plek met de laagste temperatuur (zoals de onderkant van het apparaat). Plaats hem nooit direct boven het warmtegenererende apparaat. Meerdere apparaten zijn bij voorkeur verspringend op het horizontale vlak.

8. De warmteafvoer van de printplaat in de apparatuur hangt voornamelijk af van de luchtstroom, dus het luchtstroompad moet in het ontwerp worden bestudeerd en het apparaat of de printplaat moet redelijk worden geconfigureerd. Wanneer de lucht stroomt, heeft deze altijd de neiging te stromen waar de weerstand klein is, dus bij het configureren van apparaten op de printplaat is het noodzakelijk om te voorkomen dat er in een bepaald gebied een grote luchtruimte overblijft. Bij de configuratie van meerdere printplaten in de hele machine moet ook aandacht aan hetzelfde probleem worden besteed.

9. Vermijd de concentratie van hotspots op de PCB, verdeel de stroom zoveel mogelijk gelijkmatig over de PCB en houd de temperatuurprestaties van het PCB-oppervlak uniform en consistent. Het is vaak moeilijk om een ​​strikte uniforme verdeling in het ontwerpproces te bereiken, maar het is noodzakelijk om gebieden met een te hoge vermogensdichtheid te vermijden om hotspots te vermijden die de normale werking van het hele circuit beïnvloeden. Als de omstandigheden het toelaten, is analyse van de thermische efficiëntie van gedrukte schakelingen noodzakelijk. Softwaremodules voor analyse van de thermische efficiëntie-index die in sommige professionele PCB-ontwerpsoftware zijn toegevoegd, kunnen ontwerpers helpen het circuitontwerp te optimaliseren.