Aceste 10 metode simple și practice de disipare a căldurii PCB

De la PCB World

Pentru echipamentele electronice, o anumită cantitate de căldură este generată în timpul funcționării, astfel încât temperatura internă a echipamentului să crească rapid. Dacă căldura nu este disipată la timp, echipamentul va continua să se încălzească, iar dispozitivul va eșua din cauza supraîncălzirii. Fiabilitatea performanței echipamentelor electronice va scădea.

Prin urmare, este foarte important să efectuați un tratament bun de disipare a căldurii pe placa de circuit. Disiparea căldurii a plăcii de circuit PCB este o legătură foarte importantă, deci care este tehnica de disipare a căldurii a plăcii de circuit PCB, să discutăm mai jos.

01
Disiparea căldurii prin placa PCB în sine, plăcile PCB utilizate în prezent sunt substraturi de pânză de sticlă îmbrăcată în cupru/epoxidică sau substraturi de pânză de sticlă din rășină fenolică și sunt utilizate o cantitate mică de plăci îmbrăcate de cupru pe bază de hârtie.

Deși aceste substraturi au proprietăți electrice excelente și proprietăți de procesare, acestea au o disipare slabă a căldurii. Ca metodă de disipare a căldurii pentru componente cu încălzire ridicată, este aproape imposibil să se aștepte ca căldura să fie efectuată de rășina PCB în sine, dar să disipezi căldura de pe suprafața componentei la aerul din jur.

Cu toate acestea, pe măsură ce produsele electronice au intrat în era miniaturizării componentelor, montare de înaltă densitate și ansamblu de încălzire ridicată, nu este suficient să se bazeze pe suprafața unei componente cu o suprafață foarte mică pentru a disipa căldura.

În același timp, datorită utilizării pe scară largă a componentelor de montare a suprafeței, cum ar fi QFP și BGA, căldura generată de componente este transferată pe placa PCB într -o cantitate mare. Prin urmare, cea mai bună modalitate de a rezolva disiparea căldurii este îmbunătățirea capacității de disipare a căldurii a PCB -ului în sine, care este în contact direct cu elementul de încălzire. Efectuate sau radiate.

Aspect PCB
Dispozitivele sensibile termice sunt plasate în zona vântului rece.

Dispozitivul de detectare a temperaturii este plasat în cea mai tare poziție.

Dispozitivele de pe aceeași placă tipărită ar trebui să fie aranjate pe cât posibil în funcție de valoarea lor calorică și gradul de disipare a căldurii. Dispozitivele cu o valoare calorică mică sau o rezistență slabă la căldură (cum ar fi tranzistoare cu semnal mic, circuite integrate la scară mică, condensatoare electrolitice etc.) ar trebui să fie plasate în fluxul de aer de răcire. Fluxul superior (la intrare), dispozitivele cu rezistență mare la căldură sau căldură (cum ar fi tranzistoarele de putere, circuitele integrate pe scară largă, etc.) sunt plasate cel mai aval de fluxul de aer de răcire.

În direcția orizontală, dispozitivele de mare putere sunt plasate cât mai aproape de marginea plăcii tipărite pentru a scurta calea de transfer de căldură; În direcția verticală, dispozitivele de mare putere sunt plasate cât mai aproape de partea de sus a plăcii tipărite pentru a reduce impactul acestor dispozitive asupra temperaturii altor dispozitive atunci când funcționează.

Disiparea căldurii a plăcii tipărite în echipament se bazează în principal pe fluxul de aer, astfel încât calea de curgere a aerului ar trebui să fie studiată în timpul proiectării, iar dispozitivul sau placa de circuit imprimată ar trebui să fie configurată în mod rezonabil.

Adesea este dificil să se realizeze o distribuție uniformă strictă în timpul procesului de proiectare, dar trebuie evitate zonele cu o densitate prea mare de putere pentru a preveni afectarea punctelor fierbinți să afecteze funcționarea normală a întregului circuit.

Dacă este posibil, este necesar să se analizeze eficiența termică a circuitului tipărit. De exemplu, modulul software de analiză a indicelui eficienței termice adăugat într -un software profesional de proiectare a PCB poate ajuta proiectanții să optimizeze proiectarea circuitului.

02
Componente mari generatoare de căldură plus radiatoare și plăci de condamnare la căldură. Când un număr mic de componente 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 componentele generatoare de căldură. Când temperatura nu poate fi scăzută, poate fi utilizată un radiator cu un ventilator pentru a îmbunătăți efectul de disipare a căldurii.

Atunci când numărul de dispozitive de încălzire este mare (mai mult de 3), se poate utiliza o acoperire mare de disipare a căldurii (placă), care este o chiuvetă de căldură specială personalizată în funcție de poziția și înălțimea dispozitivului de încălzire de pe PCB sau o chiuvetă de căldură mare, decupate diferite poziții de înălțime a componentelor. Capacul de disipare a căldurii este integral catarat pe suprafața componentei și contactează fiecare componentă pentru a disipa căldura.

Cu toate acestea, efectul de disipare a căldurii nu este bun din cauza consistenței slabe a înălțimii în timpul asamblării și sudării componentelor. De obicei, pe suprafața componentei se adaugă o placă termică de schimbare termică moale pentru a îmbunătăți efectul de disipare a căldurii.

03
Pentru echipamentele care adoptă răcirea aerului cu convecție gratuită, cel mai bine este să aranjați circuite integrate (sau alte dispozitive) vertical sau orizontal.

04
Adoptați un design rezonabil de cablare pentru a realiza disiparea căldurii. Deoarece rășina din placă are o conductivitate termică slabă, iar liniile și găurile de folie de cupru sunt conductoare de căldură bune, crescând rata rămasă a foliei de cupru și creșterea găurilor de conducere a căldurii sunt principalul mijloc de disipare a căldurii. Pentru a evalua capacitatea de disipare a căldurii PCB, este necesară calcularea conductivității termice echivalente (nouă ecuații) a materialului compozit compus din diferite materiale cu conductivitate termică diferită-substratul izolant pentru PCB.

05
Dispozitivele de pe aceeași placă tipărită ar trebui să fie aranjate pe cât posibil în funcție de valoarea lor calorică și gradul de disipare a căldurii. Dispozitivele cu o valoare calorică scăzută sau o rezistență slabă la căldură (cum ar fi tranzistoarele cu semnale mici, circuitele integrate la scară mică, condensatoarele electrolitice etc.) ar trebui să fie plasate în fluxul de aer de răcire. Fluxul superior (la intrare), dispozitivele cu rezistență mare la căldură sau căldură (cum ar fi tranzistoarele de putere, circuitele integrate pe scară largă, etc.) sunt plasate cel mai aval de fluxul de aer de răcire.

06
În direcția orizontală, dispozitivele de mare putere sunt aranjate cât mai aproape de marginea plăcii tipărite pentru a scurta calea de transfer de căldură; În direcția verticală, dispozitivele de mare putere sunt aranjate cât mai aproape posibil de partea de sus a plăcii tipărite pentru a reduce influența acestor dispozitive asupra temperaturii altor dispozitive. .

07
Disiparea căldurii a plăcii tipărite în echipament se bazează în principal pe fluxul de aer, astfel încât calea de curgere a aerului ar trebui să fie studiată în timpul proiectării, iar dispozitivul sau placa de circuit imprimată ar trebui să fie configurată în mod rezonabil.

Când curge aerul, acesta tinde întotdeauna să curgă în locuri cu rezistență scăzută, astfel încât atunci când configurați dispozitive pe o placă de circuit imprimat, evitați să lăsați un spațiu aerian mare într -o anumită zonă.

Configurația mai multor plăci de circuit imprimate în întreaga mașină ar trebui să acorde atenție și aceleiași probleme.

08
Dispozitivul sensibil la temperatură este cel mai bine plasat în cea mai scăzută zonă de temperatură (cum ar fi partea inferioară a dispozitivului). Nu -l așezați niciodată direct deasupra dispozitivului de încălzire. Cel mai bine este să eșlarați mai multe dispozitive pe plan orizontal.

09
Puneți dispozitivele cu cel mai mare consum de energie și generare de căldură în apropierea celei mai bune poziții pentru disiparea căldurii. Nu așezați dispozitive cu încălzire ridicată pe colțurile și marginile periferice ale plăcii tipărite, cu excepția cazului în care se aranjează o chiuvetă de căldură în apropierea acesteia. Când proiectați rezistența de putere, alegeți un dispozitiv mai mare cât mai mult posibil și faceți -l să aibă suficient spațiu pentru disiparea căldurii atunci când reglați aspectul plăcii imprimate.

10
Evitați concentrația de puncte fierbinți pe PCB, distribuiți puterea uniform pe placa PCB cât mai mult posibil și mențineți uniforma și consistentă performanța temperaturii suprafeței PCB.