Do mundo PCB

Para equipamentos eletrônicos, uma certa quantidade de calor é gerada durante a operação, fazendo com que a temperatura interna do equipamento aumente rapidamente.Se o calor não for dissipado a tempo, o equipamento continuará a aquecer e o dispositivo irá falhar devido ao superaquecimento.A confiabilidade do desempenho do equipamento eletrônico diminuirá.

Portanto, é muito importante realizar um bom tratamento de dissipação de calor na placa de circuito.A dissipação de calor da placa de circuito PCB é um elo muito importante, então qual é a técnica de dissipação de calor da placa de circuito PCB, vamos discutir isso juntos abaixo.

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Dissipação de calor através da própria placa PCB As placas PCB atualmente amplamente utilizadas são substratos de tecido de vidro revestido de cobre/epóxi ou substratos de tecido de vidro de resina fenólica, e uma pequena quantidade de placas revestidas de cobre à base de papel é usada.

Embora esses substratos tenham excelentes propriedades elétricas e de processamento, eles apresentam baixa dissipação de calor.Como método de dissipação de calor para componentes de alto aquecimento, é quase impossível esperar que o calor seja conduzido pela resina do próprio PCB, mas sim dissipar o calor da superfície do componente para o ar circundante.

No entanto, como os produtos eletrônicos entraram na era da miniaturização de componentes, montagem de alta densidade e montagem de alto aquecimento, não é suficiente confiar na superfície de um componente com uma área superficial muito pequena para dissipar o calor.

Ao mesmo tempo, devido ao uso extensivo de componentes de montagem em superfície, como QFP e BGA, o calor gerado pelos componentes é transferido em grande quantidade para a placa PCB.Portanto, a melhor forma de resolver a dissipação de calor é melhorar a capacidade de dissipação de calor da própria placa de circuito impresso que está em contato direto com o elemento de aquecimento.Conduzido ou irradiado.

Layout de PCB
Dispositivos sensíveis ao calor são colocados na área de vento frio.

O dispositivo de detecção de temperatura é colocado na posição mais quente.

Os dispositivos na mesma placa impressa devem ser dispostos tanto quanto possível de acordo com seu poder calorífico e grau de dissipação de calor.Dispositivos com pequeno poder calorífico ou baixa resistência ao calor (como pequenos transistores de sinal, circuitos integrados de pequena escala, capacitores eletrolíticos, etc.) devem ser colocados no fluxo de ar de resfriamento.No fluxo superior (na entrada), os dispositivos com grande calor ou resistência ao calor (como transistores de potência, circuitos integrados de grande escala, etc.) são colocados mais a jusante do fluxo de ar de resfriamento.

Na direção horizontal, dispositivos de alta potência são colocados o mais próximo possível da borda da placa impressa para encurtar o caminho de transferência de calor;na direção vertical, os dispositivos de alta potência são colocados o mais próximo possível do topo da placa impressa para reduzir o impacto desses dispositivos na temperatura de outros dispositivos quando funcionam.

A dissipação de calor da placa impressa no equipamento depende principalmente do fluxo de ar, portanto o caminho do fluxo de ar deve ser estudado durante o projeto, e o dispositivo ou placa de circuito impresso deve ser razoavelmente configurado.

Muitas vezes é difícil conseguir uma distribuição estritamente uniforme durante o processo de projeto, mas áreas com densidade de potência muito alta devem ser evitadas para evitar que pontos quentes afetem a operação normal de todo o circuito.

Se possível, é necessário analisar a eficiência térmica do circuito impresso.Por exemplo, o módulo de software de análise de índice de eficiência térmica adicionado em alguns softwares profissionais de design de PCB pode ajudar os projetistas a otimizar o projeto do circuito.

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Componentes de alta geração de calor, além de radiadores e placas condutoras de calor.Quando um pequeno número de componentes no PCB gera uma grande quantidade de calor (menos de 3), um dissipador de calor ou tubo de calor pode ser adicionado aos componentes geradores de calor.Quando a temperatura não pode ser reduzida, pode-se usar um radiador com ventilador para aumentar o efeito de dissipação de calor.

Quando o número de dispositivos de aquecimento é grande (mais de 3), uma grande tampa (placa) de dissipação de calor pode ser usada, que é um dissipador de calor especial personalizado de acordo com a posição e altura do dispositivo de aquecimento no PCB ou um grande plano dissipador de calor Corte diferentes posições de altura dos componentes.A tampa de dissipação de calor é integralmente afivelada na superfície do componente e entra em contato com cada componente para dissipar o calor.

No entanto, o efeito de dissipação de calor não é bom devido à baixa consistência da altura durante a montagem e soldagem dos componentes.Normalmente, uma almofada térmica macia de mudança de fase térmica é adicionada na superfície do componente para melhorar o efeito de dissipação de calor.

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Para equipamentos que adotam resfriamento de ar por convecção livre, é melhor organizar circuitos integrados (ou outros dispositivos) verticalmente ou horizontalmente.

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Adote um projeto de fiação razoável para realizar a dissipação de calor.Como a resina na placa tem baixa condutividade térmica e as linhas e furos da folha de cobre são bons condutores de calor, aumentar a taxa restante da folha de cobre e aumentar os furos de condução de calor são os principais meios de dissipação de calor.Para avaliar a capacidade de dissipação de calor do PCB, é necessário calcular a condutividade térmica equivalente (nove eq) do material compósito composto por diversos materiais com diferentes condutividades térmicas - o substrato isolante do PCB.

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Os dispositivos na mesma placa impressa devem ser dispostos tanto quanto possível de acordo com seu poder calorífico e grau de dissipação de calor.Dispositivos com baixo poder calorífico ou baixa resistência ao calor (como transistores de pequeno sinal, circuitos integrados de pequena escala, capacitores eletrolíticos, etc.) devem ser colocados no fluxo de ar de resfriamento.No fluxo superior (na entrada), os dispositivos com grande calor ou resistência ao calor (como transistores de potência, circuitos integrados de grande escala, etc.) são colocados mais a jusante do fluxo de ar de resfriamento.

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Na direção horizontal, os dispositivos de alta potência são dispostos o mais próximo possível da borda da placa impressa para encurtar o caminho de transferência de calor;na direção vertical, os dispositivos de alta potência são dispostos o mais próximo possível do topo da placa impressa para reduzir a influência desses dispositivos na temperatura de outros dispositivos..

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A dissipação de calor da placa impressa no equipamento depende principalmente do fluxo de ar, portanto o caminho do fluxo de ar deve ser estudado durante o projeto, e o dispositivo ou placa de circuito impresso deve ser razoavelmente configurado.

Quando o ar flui, ele sempre tende a fluir em locais com baixa resistência, portanto, ao configurar dispositivos em uma placa de circuito impresso, evite deixar um grande espaço aéreo em determinada área.

A configuração de múltiplas placas de circuito impresso em toda a máquina também deve prestar atenção ao mesmo problema.

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O dispositivo sensível à temperatura é melhor colocado na área de temperatura mais baixa (como a parte inferior do dispositivo).Nunca coloque-o diretamente acima do dispositivo de aquecimento.É melhor escalonar vários dispositivos no plano horizontal.

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Coloque os dispositivos com maior consumo de energia e geração de calor próximos à melhor posição para dissipação de calor.Não coloque dispositivos de alto aquecimento nos cantos e bordas periféricas da placa impressa, a menos que haja um dissipador de calor próximo a eles.Ao projetar o resistor de potência, escolha um dispositivo maior, tanto quanto possível, e faça com que ele tenha espaço suficiente para dissipação de calor ao ajustar o layout da placa impressa.

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Evite a concentração de pontos quentes no PCB, distribua a energia uniformemente na placa PCB, tanto quanto possível, e mantenha o desempenho da temperatura da superfície do PCB uniforme e consistente.

Muitas vezes é difícil conseguir uma distribuição estritamente uniforme durante o processo de projeto, mas áreas com densidade de potência muito alta devem ser evitadas para evitar que pontos quentes afetem a operação normal de todo o circuito.

Se possível, é necessário analisar a eficiência térmica do circuito impresso.Por exemplo, o módulo de software de análise de índice de eficiência térmica adicionado em alguns softwares profissionais de design de PCB pode ajudar os projetistas a otimizar o projeto do circuito.