Varmen som genereres av elektronisk utstyr under drift fører til at den indre temperaturen i utstyret stiger raskt. Hvis varmen ikke forsvinner i tide, vil utstyret fortsette å varme opp, enheten vil mislykkes på grunn av overoppheting, og påliteligheten til det elektroniske utstyret vil avta. Derfor er det svært viktig å lede varme til kretskortet.
Faktoranalyse av temperaturstigning på kretskort
Den direkte årsaken til temperaturøkningen på det trykte kortet skyldes tilstedeværelsen av kretsstrømforbruksenheter, og elektroniske enheter har strømforbruk i varierende grad, og varmeintensiteten endres med strømforbruket.
To fenomener med temperaturøkning i trykte tavler:
(1) Lokal temperaturøkning eller stor områdetemperaturøkning;
(2) Kortvarig temperaturstigning eller langvarig temperaturstigning.
Når du analyserer PCB termisk strømforbruk, vanligvis fra følgende aspekter.
Elektrisk strømforbruk
(1) Analyser strømforbruk per arealenhet;
(2) Analyser fordelingen av strømforbruket på PCB-kretskortet.
2. Strukturen til den trykte tavlen
(1) Størrelsen på den trykte tavlen;
(2) Materiale av trykt papp.
3. Installasjonsmetode for trykt bord
(1) Installasjonsmetode (som vertikal installasjon og horisontal installasjon);
(2) Tetningstilstand og avstand fra foringsrøret.
4. Termisk stråling
(1) Emissivitet av trykt bordoverflate;
(2) Temperaturforskjellen mellom den trykte platen og den tilstøtende overflaten og deres absolutte temperatur;
5. Varmeledning
(1) Installer radiatoren;
(2) Ledning av andre installasjonskonstruksjonsdeler.
6. Termisk konveksjon
(1) Naturlig konveksjon;
(2) Tvunget kjølekonveksjon.
Analysen av de ovennevnte faktorene fra PCB er en effektiv måte å løse temperaturøkningen på trykket på. Disse faktorene er ofte relaterte og avhengige i et produkt og system. De fleste faktorer bør analyseres i henhold til den faktiske situasjonen, kun for en spesifikk faktisk situasjon. Bare i denne situasjonen kan parametrene for temperaturstigning og strømforbruk beregnes eller estimeres riktig.
Kretskortets kjølemetode
1. Høy varmegenererende enhet pluss kjøleribbe og varmeledningsplate
Når noen få enheter i PCB genererer en stor mengde varme (mindre enn 3), kan en varmeavleder eller varmerør legges til den varmegenererende enheten. Når temperaturen ikke kan senkes, kan en kjøleribbe med vifte brukes for å forsterke varmeavledningseffekten. Når det er flere varmeenheter (flere enn 3), kan et stort varmeavledningsdeksel (brett) brukes. Det er en spesiell radiator tilpasset posisjonen og høyden til varmeenheten på PCB-kortet eller i en stor flat radiator. Klipp ut høyden på forskjellige komponenter. Fest varmeavledningsdekselet til komponentoverflaten, og kontakt hver komponent for å spre varme. Men på grunn av den dårlige konsistensen til komponentene under montering og sveising, er varmeavledningseffekten ikke god. Vanligvis legges en myk termisk faseendringspute på komponentoverflaten for å forbedre varmeavledningseffekten.
2. Varmespredning gjennom selve PCB-kortet
For tiden er de mye brukte PCB-platene kobberkledde/epoksyglassduksubstrater eller fenolharpiksglassduksubstrater, og en liten mengde papirbaserte kobberkledde plater brukes. Selv om disse substratene har utmerket elektrisk ytelse og prosessytelse, har de dårlig varmespredning. Som en varmeavledningsvei for komponenter med høy varme, kan PCB i seg selv neppe forventes å lede varme fra harpiksen til PCB, men å spre varme fra overflaten av komponenten til den omgivende luften. Ettersom elektroniske produkter har gått inn i æraen med miniatyrisering av komponenter, installasjon med høy tetthet og montering med høy varme, er det ikke nok å stole på overflaten til komponenter med svært liten overflate for å spre varme. Samtidig, på grunn av stor bruk av overflatemonterte komponenter som QFP og BGA, overføres varmen som genereres av komponentene til PCB-kortet i store mengder. Derfor er den beste måten å løse varmespredningen på å forbedre varmeavledningskapasiteten til selve PCB i direkte kontakt med varmeelementet. Oppføre eller avgi.
3. Vedta rimelig rutedesign for å oppnå varmespredning
Fordi den termiske ledningsevnen til harpiksen i arket er dårlig, og kobberfolielinjene og -hullene er gode varmeledere, er forbedring av kobberfolieresidualhastigheten og økning av varmeledningshullene hovedmidlene for varmespredning.
For å evaluere varmeavledningskapasiteten til PCB, er det nødvendig å beregne den ekvivalente termiske ledningsevnen (ni ekvivalenter) til komposittmaterialet som består av forskjellige materialer med forskjellige varmeledningskoeffisienter - det isolerende underlaget for PCB.
4. For utstyr som bruker fri konveksjonsluftkjøling, er det best å arrangere de integrerte kretsene (eller andre enheter) vertikalt eller horisontalt.
5. Enheter på samme trykte bord bør ordnes i henhold til deres varmeutvikling og varmeavledning så mye som mulig. Enheter med liten varmeutvikling eller dårlig varmemotstand (som små signaltransistorer, småskala integrerte kretser, elektrolytiske kondensatorer osv.) plasseres i Den øverste strømmen av kjøleluftstrømmen (ved inngangen), enheter med stor varmegenerering eller god varmemotstand (som krafttransistorer, storskala integrerte kretsløp, etc.) er plassert lengst nedstrøms for kjøleluftstrømmen.
6. I horisontal retning bør høyeffektenhetene plasseres så nært som mulig til kanten av kortet for å forkorte varmeoverføringsbanen; i vertikal retning bør enhetene med høy effekt plasseres så nært som mulig til toppen av kortet for å redusere temperaturen på disse enhetene når du arbeider med andre enheter Impact.
7. Den temperaturfølsomme enheten er best plassert i området med den laveste temperaturen (som bunnen av enheten). Plasser den aldri rett over den varmegenererende enheten. Flere enheter er fortrinnsvis forskjøvet på horisontalplanet.
8. Varmespredningen til det trykte kortet i utstyret avhenger hovedsakelig av luftstrømmen, så luftstrømbanen bør studeres i designet, og enheten eller det trykte kretskortet bør være rimelig konfigurert. Når luften strømmer, har den alltid en tendens til å strømme der motstanden er liten, så når du konfigurerer enheter på kretskortet, er det nødvendig å unngå å forlate et stort luftrom i et bestemt område. Konfigurasjonen av flere trykte kretskort i hele maskinen bør også ta hensyn til det samme problemet.
9. Unngå konsentrasjonen av varme flekker på PCB, fordel kraften jevnt på PCB så mye som mulig, og hold temperaturytelsen til PCB-overflaten jevn og konsistent. Det er ofte vanskelig å oppnå streng jevn fordeling i designprosessen, men det er nødvendig å unngå områder med for høy effekttetthet for å unngå hot spots som påvirker normal drift av hele kretsen. Hvis forholdene tillater det, er termisk effektivitetsanalyse av trykte kretser nødvendig. For eksempel kan programvaremoduler for termisk effektivitetsindeksanalyse lagt til i noen profesjonelle PCB-designprogramvare hjelpe designere med å optimalisere kretsdesign.