Căldura generată de echipamentele electronice în timpul funcționării determină creșterea rapidă a temperaturii interne a echipamentului. Dacă căldura nu este disipată la timp, echipamentul va continua să se încălzească, dispozitivul va eșua din cauza supraîncălzirii, iar fiabilitatea echipamentului electronic va scădea. Prin urmare, este foarte important să disipați căldura pe placa de circuit.

Analiza factorilor creșterea temperaturii plăcii de circuit tipărită

Cauza directă a creșterii temperaturii a plăcii tipărite se datorează prezenței dispozitivelor de consum de energie a circuitului, iar dispozitivele electronice au consum de energie în grade diferite, iar intensitatea căldurii se schimbă odată cu consumul de energie.

Două fenomene de creștere a temperaturii în plăci tipărite:
(1) creșterea temperaturii locale sau creșterea temperaturii mari a suprafeței;
(2) Creșterea temperaturii pe termen scurt sau creșterea temperaturii pe termen lung.

Când analizați consumul de energie termică PCB, în general din următoarele aspecte.

Consum de energie electrică
(1) analizează consumul de energie pe unitatea de suprafață;
(2) Analizați distribuția consumului de energie pe placa de circuit PCB.

2. Structura plăcii tipărite
(1) dimensiunea plăcii tipărite;
(2) Materialul plăcii tipărite.

3. Metoda de instalare a plăcii tipărite
(1) metoda de instalare (cum ar fi instalarea verticală și instalarea orizontală);
(2) Starea de etanșare și distanța față de carcasă.

4. Radiație termică
(1) emisivitatea suprafeței bordului tipărit;
(2) diferența de temperatură între placa tipărită și suprafața adiacentă și temperatura lor absolută;

5. Conducerea căldurii
(1) Instalați radiatorul;
(2) Conducerea altor piese structurale de instalare.

6. Convecție termică
(1) convecție naturală;
(2) convecția forțată de răcire.

Analiza factorilor de mai sus de la PCB este o modalitate eficientă de a rezolva creșterea temperaturii a plăcii tipărite. Acești factori sunt adesea legați și dependenți de un produs și sistem. Majoritatea factorilor ar trebui analizați în funcție de situația reală, numai pentru o situație reală specifică. Numai în această situație, parametrii creșterii temperaturii și a consumului de energie pot fi calculați corect sau estimat corect.

Metoda de răcire a plăcii de circuit

1.. Dispozitiv de generare a căldurii ridicate, plus chiuvetă de căldură și placă de conducere a căldurii
Când câteva dispozitive din PCB generează o cantitate mare de căldură (mai puțin de 3), se poate adăuga o chiuvetă de căldură sau o conductă de căldură la dispozitivul generator de căldură. Când temperatura nu poate fi scăzută, o chiuvetă de căldură cu un ventilator poate fi utilizată pentru a îmbunătăți efectul de disipare a căldurii. Când există mai multe dispozitive de încălzire (mai mult de 3), se poate utiliza o acoperire mare de disipare a căldurii (placă). Este un calorifer special personalizat în funcție de poziția și înălțimea dispozitivului de încălzire de pe placa PCB sau într -un radiator plat mare, declanșează înălțimea diferitelor componente. Fixați capacul de disipare a căldurii pe suprafața componentei și contactați fiecare componentă pentru a disipa căldura. Cu toate acestea, din cauza consistenței slabe a componentelor în timpul asamblării și sudării, efectul de disipare a căldurii nu este bun. De obicei, se adaugă o modificare termică a fazei termice moi pe suprafața componentei pentru a îmbunătăți efectul de disipare a căldurii.

2.. Disiparea căldurii prin placa PCB în sine
În prezent, plăcile PCB utilizate pe scară largă sunt substraturi de pânză de sticlă îmbrăcată în cupru/epoxidică sau substraturi de pânză de sticlă din rășină fenolică și se folosesc o cantitate mică de plăci pe bază de hârtie. Deși aceste substraturi au performanțe electrice excelente și performanțe de procesare, acestea au o disipare slabă a căldurii. Ca o cale de disipare a căldurii pentru componente mari generatoare de căldură, PCB-ul în sine nu poate fi cu greu de așteptat să conducă căldură din rășina PCB, dar să disipeze căldura de pe suprafața componentei la aerul din jur. Cu toate acestea, pe măsură ce produsele electronice au intrat în epoca miniaturizării componentelor, instalației de înaltă densitate și a unui ansamblu cu încălzire ridicată, nu este suficient să se bazeze pe suprafața componentelor cu o suprafață foarte mică pentru a disipa căldura. În același timp, datorită utilizării grele a componentelor montate la suprafață, cum ar fi QFP și BGA, căldura generată de componente este transferată pe placa PCB în cantități mari. Prin urmare, cea mai bună modalitate de a rezolva disiparea căldurii este îmbunătățirea capacității de disipare a căldurii a PCB în sine în contact direct cu elementul de încălzire. Conduită sau emite.

3. Adoptați un design rezonabil de rutare pentru a obține disiparea căldurii
Deoarece conductivitatea termică a rășinii din foaie este slabă, iar liniile și găurile de folie de cupru sunt conductoare bune de căldură, îmbunătățind rata reziduală a foliei de cupru și creșterea găurilor de conducere termică sunt principalul mijloc de disipare a căldurii.
Pentru a evalua capacitatea de disipare a căldurii PCB, este necesar să se calculeze conductivitatea termică echivalentă (nouă ecuații) a materialului compozit compus din diverse materiale cu coeficienți de conductivitate termică diferiți - substratul izolant pentru PCB.

4. Pentru echipamentele care folosesc răcire de aer cu convecție gratuită, cel mai bine este să aranjați circuitele integrate (sau alte dispozitive) vertical sau orizontal.

5. Dispozitivele de pe aceeași placă tipărită trebuie aranjate în funcție de generarea de căldură și disiparea căldurii pe cât posibil. Dispozitivele cu o generație de căldură mică sau o rezistență slabă la căldură (cum ar fi tranzistoare cu semnal mic, circuite integrate la scară mică, condensatoare electrolitice, etc.) sunt plasate în fluxul superior al fluxului de aer de răcire (la intrare), dispozitivele cu o generație mare de căldură sau o rezistență la căldură bună (cum ar fi tranzistoarele electrice, circuitele integrate de răcire, etc.

6. În direcția orizontală, dispozitivele de mare putere ar trebui să fie așezate cât mai aproape de marginea plăcii tipărite pentru a scurta calea de transfer de căldură; În direcția verticală, dispozitivele de mare putere ar trebui să fie plasate cât mai aproape de partea de sus a plăcii tipărite pentru a reduce temperatura acestor dispozitive atunci când lucrați la alte dispozitive.

7. Dispozitivul sensibil la temperatură este cel mai bine plasat în zonă cu cea mai scăzută temperatură (cum ar fi partea inferioară a dispozitivului). Nu-l așezați niciodată direct deasupra dispozitivului generator de căldură. Mai multe dispozitive sunt de preferință eșalonate pe plan orizontal.

8. Disiparea căldurii a plăcii imprimate în echipament depinde în principal de fluxul de aer, astfel încât calea de curgere a aerului ar trebui să fie studiată în proiectare, iar dispozitivul sau placa de circuit imprimat ar trebui să fie configurată în mod rezonabil. Când aerul curge, acesta tinde întotdeauna să curgă acolo unde rezistența este mică, astfel încât atunci când configurați dispozitive pe placa de circuit imprimat, este necesar să evitați lăsați un spațiu de aer mare într -o anumită zonă. Configurația mai multor plăci de circuit imprimate în întreaga mașină ar trebui să acorde atenție și aceleiași probleme.

9. Evitați concentrația de pete fierbinți pe PCB, distribuiți puterea uniform pe PCB cât mai mult posibil și mențineți performanța de temperatură a uniformei de suprafață PCB și consistentă. Adesea este dificil să se realizeze o distribuție uniformă strictă în procesul de proiectare, dar este necesar să se evite zonele cu o densitate de putere prea mare pentru a evita punctele fierbinți care afectează funcționarea normală a întregului circuit. Dacă condițiile permit, este necesară analiza eficienței termice a circuitelor tipărite. De exemplu, modulele software de analiză a indicelui eficienței termice adăugate într -un software profesional de proiectare a PCB pot ajuta proiectanții să optimizeze proiectarea circuitului.