Zo sveta PCB
Pri elektronických zariadeniach sa počas prevádzky vytvára určité množstvo tepla, takže vnútorná teplota zariadenia rýchlo stúpa.Ak sa teplo neodvedie včas, zariadenie sa bude naďalej zahrievať a zariadenie zlyhá v dôsledku prehriatia.Spoľahlivosť elektronického zariadenia Výkon sa zníži.
Preto je veľmi dôležité vykonať dobrý odvod tepla na doske plošných spojov.Odvod tepla dosky plošných spojov je veľmi dôležitým článkom, takže aká je technika odvádzania tepla plošného spoja, poďme si ju spoločne rozobrať nižšie.
01
Rozptyl tepla samotnou doskou PCB V súčasnosti široko používanými doskami PCB sú substráty potiahnuté meďou/epoxidovou sklenenou tkaninou alebo substráty sklenenej tkaniny z fenolovej živice a používa sa malé množstvo dosiek potiahnutých meďou na báze papiera.
Hoci tieto substráty majú vynikajúce elektrické vlastnosti a spracovateľské vlastnosti, majú slabý odvod tepla.Ako spôsob odvádzania tepla pre vysoko sa zahrievajúce komponenty je takmer nemožné očakávať, že teplo bude vedené samotnou živicou PCB, ale odvedie teplo z povrchu komponentu do okolitého vzduchu.
Keďže však elektronické produkty vstúpili do éry miniaturizácie komponentov, montáže s vysokou hustotou a montáže s vysokým ohrevom, nestačí sa spoliehať na to, že teplo odvádza povrch súčiastky s veľmi malým povrchom.
Zároveň vďaka rozsiahlemu použitiu komponentov pre povrchovú montáž, ako sú QFP a BGA, sa teplo generované komponentmi prenáša vo veľkom množstve na dosku PCB.Preto najlepším spôsobom, ako vyriešiť odvod tepla, je zlepšiť schopnosť odvádzania tepla samotnej dosky plošných spojov, ktorá je v priamom kontakte s vykurovacím telesom.Vedené alebo vyžarované.
Rozloženie PCB
Tepelne citlivé zariadenia sú umiestnené v oblasti studeného vetra.
Zariadenie na detekciu teploty je umiestnené v najteplejšej polohe.
Zariadenia na tej istej doske s plošnými spojmi by mali byť usporiadané pokiaľ možno podľa ich výhrevnosti a stupňa odvodu tepla.Zariadenia s malou výhrevnosťou alebo slabou tepelnou odolnosťou (ako sú malé signálne tranzistory, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atď.) by mali byť umiestnené v prúde chladiaceho vzduchu.Najvyšší prúd (na vstupe), zariadenia s veľkým tepelným alebo tepelným odporom (ako sú výkonové tranzistory, veľké integrované obvody atď.) sú umiestnené maximálne za prúdom chladiaceho vzduchu.
V horizontálnom smere sú zariadenia s vysokým výkonom umiestnené čo najbližšie k okraju dosky s plošnými spojmi, aby sa skrátila cesta prenosu tepla;vo vertikálnom smere sú zariadenia s vysokým výkonom umiestnené čo najbližšie k hornej časti dosky s plošnými spojmi, aby sa znížil vplyv týchto zariadení na teplotu iných zariadení pri ich práci.
Rozptyl tepla dosky s plošnými spojmi v zariadení závisí hlavne od prúdenia vzduchu, takže dráha prúdenia vzduchu by sa mala študovať počas návrhu a zariadenie alebo doska s plošnými spojmi by mali byť primerane nakonfigurované.
Často je ťažké dosiahnuť striktnú rovnomernú distribúciu počas procesu návrhu, ale je potrebné vyhnúť sa oblastiam s príliš vysokou hustotou výkonu, aby sa predišlo tomu, že horúce miesta ovplyvnia normálnu prevádzku celého okruhu.
Ak je to možné, je potrebné analyzovať tepelnú účinnosť plošného spoja.Napríklad softvérový modul analýzy indexu tepelnej účinnosti pridaný do niektorého profesionálneho softvéru na návrh PCB môže pomôcť dizajnérom optimalizovať návrh obvodu.
02
Komponenty generujúce vysoké teplo plus radiátory a teplovodivé dosky.Keď malý počet komponentov v doske plošných spojov generuje veľké množstvo tepla (menej ako 3), k komponentom generujúcim teplo možno pridať chladič alebo tepelnú trubicu.Keď sa teplota nedá znížiť, môže sa použiť radiátor s ventilátorom na zvýšenie efektu odvádzania tepla.
Keď je počet vykurovacích zariadení veľký (viac ako 3), môže sa použiť veľký kryt na odvod tepla (doska), čo je špeciálny chladič prispôsobený podľa polohy a výšky vykurovacieho zariadenia na DPS alebo veľkom byte. chladič Vystrihnite rôzne výškové polohy komponentov.Kryt na odvádzanie tepla je integrálne ohnutý na povrchu komponentu a je v kontakte s každým komponentom, aby odvádzal teplo.
Účinok odvádzania tepla však nie je dobrý kvôli zlej konzistencii výšky pri montáži a zváraní komponentov.Zvyčajne sa na povrch komponentu pridáva mäkká tepelná podložka so zmenou fázy, aby sa zlepšil efekt rozptylu tepla.
03
Pre zariadenia, ktoré využívajú chladenie vzduchom s voľným prúdením, je najlepšie usporiadať integrované obvody (alebo iné zariadenia) vertikálne alebo horizontálne.
04
Prijmite primeraný návrh zapojenia, aby ste dosiahli odvod tepla.Pretože živica v doske má zlú tepelnú vodivosť a medené fóliové čiary a otvory sú dobrými tepelnými vodičmi, zvýšenie zostávajúcej rýchlosti medenej fólie a zväčšenie otvorov na vedenie tepla sú hlavnými prostriedkami na odvádzanie tepla.Na vyhodnotenie schopnosti DPS odvádzať teplo je potrebné vypočítať ekvivalentnú tepelnú vodivosť (deväť ekv.) kompozitného materiálu zloženého z rôznych materiálov s rôznou tepelnou vodivosťou - izolačného substrátu pre DPS.
05
Zariadenia na tej istej doske s plošnými spojmi by mali byť usporiadané pokiaľ možno podľa ich výhrevnosti a stupňa odvodu tepla.Zariadenia s nízkou výhrevnosťou alebo slabou tepelnou odolnosťou (ako sú tranzistory s malým signálom, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atď.) by mali byť umiestnené v prúde chladiaceho vzduchu.Najvyšší prúd (na vstupe), zariadenia s veľkým tepelným alebo tepelným odporom (ako sú výkonové tranzistory, rozsiahle integrované obvody atď.) sú umiestnené maximálne za prúdom chladiaceho vzduchu.
06
V horizontálnom smere sú zariadenia s vysokým výkonom usporiadané čo najbližšie k okraju dosky s plošnými spojmi, aby sa skrátila dráha prenosu tepla;vo vertikálnom smere sú zariadenia s vysokým výkonom usporiadané čo najbližšie k hornej časti dosky s plošnými spojmi, aby sa znížil vplyv týchto zariadení na teplotu iných zariadení..
07
Rozptyl tepla dosky s plošnými spojmi v zariadení závisí hlavne od prúdenia vzduchu, takže dráha prúdenia vzduchu by sa mala študovať počas návrhu a zariadenie alebo doska s plošnými spojmi by mali byť primerane nakonfigurované.
Keď prúdi vzduch, vždy má tendenciu prúdiť na miestach s nízkym odporom, takže pri konfigurácii zariadení na doske s plošnými spojmi sa vyhnite ponechaniu veľkého vzdušného priestoru v určitej oblasti.
Konfigurácia viacerých dosiek plošných spojov v celom stroji by mala venovať pozornosť rovnakému problému.
08
Zariadenie citlivé na teplotu je najlepšie umiestniť do oblasti s najnižšou teplotou (napríklad na spodok zariadenia).Nikdy ho neumiestňujte priamo nad vykurovacie zariadenie.Najlepšie je umiestniť viacero zariadení na vodorovnú rovinu.
09
Zariadenia s najvyššou spotrebou energie a tvorbou tepla umiestnite do blízkosti najlepšieho miesta na odvod tepla.Na rohy a obvodové okraje dosky s plošnými spojmi neumiestňujte zariadenia s vysokým ohrevom, pokiaľ v ich blízkosti nie je umiestnený chladič.Pri návrhu výkonového rezistora voľte čo najviac väčšie zariadenie a pri úprave rozloženia plošného spoja mu dajte dostatok priestoru na odvod tepla.
10
Vyhnite sa koncentrácii horúcich miest na doske plošných spojov, rovnomerne rozdeľte napájanie na doske plošných spojov čo najviac a udržujte výkon povrchovej teploty plošného spoja rovnomerný a konzistentný.
Často je ťažké dosiahnuť striktnú rovnomernú distribúciu počas procesu návrhu, ale je potrebné vyhnúť sa oblastiam s príliš vysokou hustotou výkonu, aby sa predišlo tomu, že horúce miesta ovplyvnia normálnu prevádzku celého okruhu.
Ak je to možné, je potrebné analyzovať tepelnú účinnosť plošného spoja.Napríklad softvérový modul analýzy indexu tepelnej účinnosti pridaný do niektorého profesionálneho softvéru na návrh PCB môže pomôcť dizajnérom optimalizovať návrh obvodu.