Eenvoudige en praktische PCB-warmteafvoermethode

Bij elektronische apparatuur wordt tijdens het gebruik een bepaalde hoeveelheid warmte gegenereerd, waardoor de interne temperatuur van de apparatuur snel stijgt. Als de warmte niet op tijd wordt afgevoerd, blijft de apparatuur opwarmen en valt het apparaat uit door oververhitting. De betrouwbaarheid van de elektronische apparatuur De prestaties zullen afnemen.

Daarom is het erg belangrijk om een goede warmteafvoerbehandeling op de printplaat uit te voeren. De warmteafvoer van de PCB-printplaat is een zeer belangrijke schakel, dus wat is de warmteafvoertechniek van de PCB-printplaat, laten we deze hieronder samen bespreken.

01
Warmtedissipatie via de printplaat zelf De momenteel veel gebruikte printplaten zijn 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 eigenschappen en verwerkingseigenschappen hebben, hebben ze een slechte warmteafvoer. Als warmteafvoermethode voor componenten met een hoge temperatuur is het bijna onmogelijk om te verwachten dat warmte van de hars van de PCB zelf warmte 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, montage met hoge dichtheid en assemblage met hoge temperaturen, is het niet voldoende om te vertrouwen op het oppervlak van een component met een zeer klein oppervlak om de warmte af te voeren.

Tegelijkertijd wordt, dankzij het uitgebreide gebruik van opbouwcomponenten zoals QFP en BGA, een grote hoeveelheid door de componenten gegenereerde warmte overgedragen naar de printplaat. Daarom is de beste manier om het probleem van warmteafvoer op te lossen het verbeteren van de warmteafvoercapaciteit van de PCB zelf, die in direct contact staat met het verwarmingselement, via de printplaat. Geleid of uitgestraald.

Wanneer lucht stroomt, heeft deze altijd de neiging om op plaatsen met een lage weerstand te stromen. Zorg er dus voor dat er bij het configureren van apparaten op een printplaat geen groot luchtruim in een bepaald gebied overblijft. Bij de configuratie van meerdere printplaten in de hele machine moet ook aandacht aan hetzelfde probleem worden besteed.

Het temperatuurgevoelige apparaat kan het beste in het gebied met de laagste temperatuur worden geplaatst (zoals de onderkant van het apparaat). Plaats hem nooit direct boven het verwarmingsapparaat. Het is het beste om meerdere apparaten op het horizontale vlak te spreiden.

Plaats de apparaten met het hoogste energieverbruik en de hoogste warmteontwikkeling in de buurt van de beste positie voor warmteafvoer. Plaats geen apparaten met hoge temperaturen op de hoeken en omtreksranden van de printplaat, tenzij er een koellichaam in de buurt is geplaatst.

Kies bij het ontwerpen van de vermogensweerstand zoveel mogelijk een groter apparaat en zorg ervoor dat er voldoende ruimte is voor warmteafvoer bij het aanpassen van de lay-out van de printplaat.

Hoge warmtegenererende componenten plus radiatoren en warmtegeleidende platen. Wanneer een klein aantal componenten in de printplaat een grote hoeveelheid warmte genereert (minder dan 3), kan een koellichaam of heatpipe aan de warmtegenererende componenten worden toegevoegd. Wanneer de temperatuur niet kan worden verlaagd, kan een radiator met een ventilator worden gebruikt om het warmteafvoereffect te versterken.

Wanneer het aantal verwarmingsapparaten groot is (meer dan 3), kan een grote warmteafvoerafdekking (plaat) worden gebruikt, dit is een speciaal koellichaam dat is aangepast aan de positie en hoogte van het verwarmingsapparaat op de printplaat of een grote platte plaat. koellichaam Knip verschillende hoogteposities van de componenten uit. De warmteafvoerafdekking is integraal op het oppervlak van het onderdeel geknikt en maakt contact met elk onderdeel om warmte af te voeren.

Het warmteafvoereffect is echter niet goed vanwege de slechte consistentie van de hoogte tijdens de montage en het lassen van componenten. Gewoonlijk wordt een zacht thermisch thermisch kussen met faseverandering op het oppervlak van de component toegevoegd om het warmtedissipatie-effect te verbeteren.

03
Voor apparatuur die gebruik maakt van vrije convectieluchtkoeling, is het het beste om geïntegreerde schakelingen (of andere apparaten) verticaal of horizontaal te plaatsen.

04
Gebruik een redelijk bedradingsontwerp om warmteafvoer te realiseren. Omdat de hars in de plaat een slechte thermische geleidbaarheid heeft en de koperfolielijnen en gaten goede warmtegeleiders zijn, zijn het verhogen van de resterende hoeveelheid koperfolie en het vergroten van de warmtegeleidingsgaten de belangrijkste middelen voor warmteafvoer. 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 geleidbaarheid: het isolerende substraat voor de PCB.

De componenten op dezelfde printplaat moeten zoveel mogelijk worden gerangschikt op basis van hun calorische waarde en mate van warmteafvoer. Apparaten met een lage calorische waarde of een slechte hittebestendigheid (zoals kleine signaaltransistoren, kleinschalige geïntegreerde schakelingen, elektrolytische condensatoren, enz.) moeten in de koelluchtstroom worden geplaatst. De bovenste stroom (bij de ingang), de apparaten met een grote warmte- of hittebestendigheid (zoals vermogenstransistoren, grootschalige geïntegreerde schakelingen, etc.) worden zo stroomafwaarts van de koelluchtstroom geplaatst.

06
In horizontale richting zijn de krachtige apparaten zo dicht mogelijk bij de rand van de printplaat geplaatst om het warmteoverdrachtspad te verkorten; in verticale richting zijn de apparaten met hoog vermogen zo dicht mogelijk bij de bovenkant van de printplaat geplaatst om de invloed van deze apparaten op de temperatuur van andere apparaten te verminderen. .

07
De warmteafvoer van de printplaat in de apparatuur is voornamelijk afhankelijk van de luchtstroom, dus het luchtstroompad moet tijdens het ontwerp worden bestudeerd en het apparaat of de printplaat moet redelijk worden geconfigureerd.

Bij de configuratie van meerdere printplaten in de hele machine moet ook aandacht aan hetzelfde probleem worden besteed.

08
Het temperatuurgevoelige apparaat kan het beste in het gebied met de laagste temperatuur worden geplaatst (zoals de onderkant van het apparaat). Plaats hem nooit direct boven het verwarmingsapparaat. Het is het beste om meerdere apparaten op het horizontale vlak te spreiden.

09
Plaats de apparaten met het hoogste energieverbruik en de hoogste warmteontwikkeling in de buurt van de beste positie voor warmteafvoer. Plaats geen apparaten met hoge temperaturen op de hoeken en omtreksranden van de printplaat, tenzij er een koellichaam in de buurt is geplaatst. Kies bij het ontwerpen van de vermogensweerstand zoveel mogelijk een groter apparaat en zorg ervoor dat er voldoende ruimte is voor warmteafvoer bij het aanpassen van de lay-out van de printplaat.

10. Vermijd de concentratie van hotspots op de PCB, verdeel de stroom zoveel mogelijk gelijkmatig over de PCB-plaat en houd de prestaties van de PCB-oppervlaktetemperatuur uniform en consistent. Het is vaak moeilijk om een strikte uniforme verdeling te bereiken tijdens het ontwerpproces, maar gebieden met een te hoge vermogensdichtheid moeten worden vermeden om te voorkomen dat hotspots de normale werking van het hele circuit beïnvloeden. Indien mogelijk is het noodzakelijk om de thermische efficiëntie van de gedrukte schakeling te analyseren. De softwaremodule voor analyse van de thermische efficiëntie-index die is toegevoegd aan sommige professionele PCB-ontwerpsoftware kan ontwerpers helpen het circuitontwerp te optimaliseren.