Aceste 10 metode simple și practice de disipare a căldurii PCB

De la PCB World

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

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

01
Disiparea căldurii prin placa PCB în sine. Plăcile PCB utilizate pe scară largă sunt substraturi din pânză de sticlă cu cupru/epoxi sau substraturi din pânză de sticlă cu rășină fenolică și se utilizează o cantitate mică de plăci placate cu cupru pe bază de hârtie.

Deși aceste substraturi au proprietăți electrice și proprietăți de procesare excelente, au o disipare slabă a căldurii.Ca metodă de disipare a căldurii pentru componentele cu încălzire ridicată, este aproape imposibil să ne așteptăm ca căldura să fie condusă de rășina PCB-ului în sine, ci să disipăm căldura de la suprafața componentei în aerul din jur.

Cu toate acestea, deoarece produsele electronice au intrat în era miniaturizării componentelor, montării de înaltă densitate și a ansamblului cu încălzire ridicată, nu este suficient să te bazezi pe suprafața unei componente cu o suprafață foarte mică pentru a disipa căldura.

În același timp, datorită utilizării extinse a componentelor de montare pe suprafață, 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 de a îmbunătăți capacitatea de disipare a căldurii a PCB-ului în sine care este în contact direct cu elementul de încălzire.Condus sau radiat.

Aspect PCB
Dispozitivele termosensibile sunt amplasate în zona vântului rece.

Dispozitivul de detectare a temperaturii este plasat în poziția cea mai fierbinte.

Dispozitivele de pe aceeași placă imprimată trebuie dispuse pe cât posibil în funcție de puterea lor calorică și gradul de disipare a căldurii.Dispozitivele cu putere calorică mică sau rezistență scăzută la căldură (cum ar fi tranzistoarele de semnal mici, circuitele integrate la scară mică, condensatoarele electrolitice etc.) trebuie plasate în fluxul de aer de răcire.Debitul cel mai sus (la intrare), dispozitivele cu rezistență mare la căldură sau la căldură (cum ar fi tranzistoarele de putere, circuitele integrate la scară largă etc.) sunt plasate cel mai în aval de fluxul de aer de răcire.

În direcția orizontală, dispozitivele de mare putere sunt plasate cât mai aproape de marginea plăcii imprimate 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 imprimate pentru a reduce impactul acestor dispozitive asupra temperaturii altor dispozitive atunci când funcționează.

Disiparea căldurii plăcii imprimate în echipament se bazează în principal pe fluxul de aer, astfel încât calea fluxului de aer trebuie studiată în timpul proiectării, iar dispozitivul sau placa de circuit imprimat ar trebui configurate în mod rezonabil.

Este adesea dificil să se obțină o distribuție uniformă strictă în timpul procesului de proiectare, dar zonele cu densitate de putere prea mare trebuie evitate pentru a preveni ca punctele fierbinți să afecteze funcționarea normală a întregului circuit.

Dacă este posibil, este necesară analizarea eficienței termice a circuitului imprimat.De exemplu, modulul software de analiză a indicelui de eficiență termică adăugat în unele software profesionale de proiectare PCB poate ajuta proiectanții să optimizeze proiectarea circuitului.

02
Componente generatoare de căldură ridicate plus radiatoare și plăci conductoare de căldură.Atunci când un număr mic de componente din PCB generează o cantitate mare de căldură (mai puțin de 3), un radiator sau conductă de căldură poate fi adăugată la componentele generatoare de căldură.Când temperatura nu poate fi scăzută, se poate folosi un radiator cu ventilator pentru a spori efectul de disipare a căldurii.

Când numărul de dispozitive de încălzire este mare (mai mult de 3), poate fi utilizat un capac (placă) mare de disipare a căldurii, care este un radiator special personalizat în funcție de poziția și înălțimea dispozitivului de încălzire pe PCB sau un apartament mare. radiator Decupați diferite poziții de înălțime a componentelor.Capacul de disipare a căldurii este blocat integral pe suprafața componentei și intră în contact cu 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 un tampon termic moale cu schimbare de fază termică pentru a îmbunătăți efectul de disipare a căldurii.

03
Pentru echipamentele care adoptă răcirea cu aer prin convecție liberă, cel mai bine este să aranjați circuitele integrate (sau alte dispozitive) vertical sau orizontal.

04
Adoptă un design de cablare rezonabil pentru a realiza disiparea căldurii.Deoarece rășina din placă are o conductivitate termică slabă, iar liniile și găurile de folie de cupru sunt bune conductoare de căldură, creșterea ratei rămase de folie de cupru și creșterea găurilor de conducție a căldurii sunt principalele mijloace de disipare a căldurii.Pentru a evalua capacitatea de disipare a căldurii a PCB, este necesar să se calculeze conductivitatea termică echivalentă (nouă echiv.) a materialului compozit compus din diferite materiale cu conductivitate termică diferită - substratul izolator pentru PCB.

05
Dispozitivele de pe aceeași placă imprimată trebuie dispuse pe cât posibil în funcție de puterea lor calorică și gradul de disipare a căldurii.Dispozitivele cu putere calorică scăzută sau rezistență scăzută la căldură (cum ar fi tranzistoare cu semnal mic, circuite integrate la scară mică, condensatoare electrolitice etc.) trebuie plasate în fluxul de aer de răcire.Debitul cel mai sus (la intrare), dispozitivele cu rezistență mare la căldură sau la căldură (cum ar fi tranzistoarele de putere, circuitele integrate la scară largă etc.) sunt plasate cel mai în aval de fluxul de aer de răcire.

06
Pe direcția orizontală, dispozitivele de mare putere sunt dispuse cât mai aproape de marginea plăcii imprimate pentru a scurta calea de transfer de căldură;pe direcție verticală, dispozitivele de mare putere sunt dispuse cât mai aproape de partea superioară a plăcii imprimate pentru a reduce influența acestor dispozitive asupra temperaturii altor dispozitive..

07
Disiparea căldurii plăcii imprimate în echipament se bazează în principal pe fluxul de aer, astfel încât calea fluxului de aer trebuie studiată în timpul proiectării, iar dispozitivul sau placa de circuit imprimat ar trebui configurate în mod rezonabil.

Când curge aer, acesta tinde întotdeauna să curgă în locuri cu rezistență scăzută, așa că 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 circuite imprimate în întreaga mașină ar trebui să acorde, de asemenea, atenție aceleiași probleme.

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

09
Plasați dispozitivele cu cel mai mare consum de energie și generare de căldură aproape de cea mai bună poziție pentru disiparea căldurii.Nu așezați dispozitive cu încălzire ridicată pe colțurile și marginile periferice ale plăcii imprimate, decât dacă în apropierea acesteia este aranjat un radiator.Când proiectați rezistența de putere, alegeți cât mai mult posibil un dispozitiv mai mare și faceți-l să aibă suficient spațiu pentru disiparea căldurii atunci când ajustați aspectul plăcii imprimate.

10
Evitați concentrarea punctelor fierbinți pe PCB, distribuiți puterea uniform pe placa PCB cât mai mult posibil și mențineți performanța temperaturii suprafeței PCB uniformă și consecventă.