Metoda e thjeshtë dhe praktike e shpërndarjes së nxehtësisë me PCB

Për pajisjet elektronike, një sasi e caktuar nxehtësie gjenerohet gjatë funksionimit, në mënyrë që temperatura e brendshme e pajisjes të rritet me shpejtësi. Nëse nxehtësia nuk shpërndahet në kohë, pajisja do të vazhdojë të nxehet dhe pajisja do të dështojë për shkak të mbinxehjes. Besueshmëria e pajisjeve elektronike Performanca do të ulet.

Prandaj, është shumë e rëndësishme të kryhet një trajtim i mirë i shpërndarjes së nxehtësisë në tabelën e qarkut. Shpërndarja e nxehtësisë së bordit të qarkut PCB është një lidhje shumë e rëndësishme, kështu që cila është teknika e shpërndarjes së nxehtësisë së bordit të qarkut PCB, le ta diskutojmë së bashku më poshtë.

01
Shpërndarja e nxehtësisë përmes vetë pllakës së PCB-së Pllakat e PCB-ve aktualisht të përdorura gjerësisht janë nënshtresa pëlhure të veshura me bakër/xham epoksi ose nënshtresa pëlhure qelqi me rrëshirë fenolike, dhe përdoret një sasi e vogël pllakash të veshura me bazë bakri.

Edhe pse këto nënshtresa kanë veti të shkëlqyera elektrike dhe veti përpunuese, ato kanë shpërndarje të dobët të nxehtësisë. Si një metodë e shpërndarjes së nxehtësisë për komponentët me ngrohje të lartë, është pothuajse e pamundur të pritet që nxehtësia nga vetë rrëshira e PCB-së të përçojë nxehtësinë, por të shpërndajë nxehtësinë nga sipërfaqja e komponentit në ajrin përreth.

Megjithatë, ndërsa produktet elektronike kanë hyrë në epokën e miniaturizimit të komponentëve, montimit me densitet të lartë dhe montimit me ngrohje të lartë, nuk mjafton të mbështetemi në sipërfaqen e një komponenti me një sipërfaqe shumë të vogël për të shpërndarë nxehtësinë.

Në të njëjtën kohë, për shkak të përdorimit të gjerë të komponentëve të montimit sipërfaqësor si QFP dhe BGA, një sasi e madhe nxehtësie e gjeneruar nga komponentët transferohet në tabelën PCB. Prandaj, mënyra më e mirë për të zgjidhur problemin e shpërndarjes së nxehtësisë është përmirësimi i kapacitetit të shpërndarjes së nxehtësisë së vetë PCB-së, e cila është në kontakt të drejtpërdrejtë me elementin ngrohës, përmes pllakës PCB. Të kryera ose të rrezatuara.

Kur ajri rrjedh, ai gjithmonë tenton të rrjedhë në vende me rezistencë të ulët, kështu që kur konfiguroni pajisjet në një tabelë të qarkut të printuar, shmangni lënien e një hapësire të madhe ajrore në një zonë të caktuar. Konfigurimi i pllakave të shumta të qarkut të printuar në të gjithë makinën duhet t'i kushtojë vëmendje të njëjtit problem.

Pajisja e ndjeshme ndaj temperaturës vendoset më së miri në zonën me temperaturë më të ulët (si p.sh. në fund të pajisjes). Asnjëherë mos e vendosni direkt mbi pajisjen e ngrohjes. Është më mirë të vini disa pajisje në rrafshin horizontal.

Vendosni pajisjet me konsumin më të lartë të energjisë dhe gjenerimin e nxehtësisë pranë pozicionit më të mirë për shpërndarjen e nxehtësisë. Mos vendosni pajisje me ngrohje të lartë në qoshet dhe skajet periferike të tabelës së printuar, përveç rastit kur pranë saj është vendosur një ftohës.

Kur dizajnoni rezistencën e fuqisë, zgjidhni një pajisje më të madhe sa më shumë që të jetë e mundur dhe bëni që ajo të ketë hapësirë të mjaftueshme për shpërndarjen e nxehtësisë kur rregulloni paraqitjen e tabelës së printuar.

Komponentët që gjenerojnë nxehtësi të lartë plus radiatorë dhe pllaka përçuese të nxehtësisë. Kur një numër i vogël përbërësish në PCB gjenerojnë një sasi të madhe nxehtësie (më pak se 3), një ftohës ose tub ngrohjeje mund të shtohet në komponentët që gjenerojnë nxehtësi. Kur temperatura nuk mund të ulet, mund të përdoret një radiator me ventilator për të rritur efektin e shpërndarjes së nxehtësisë.

Kur numri i pajisjeve ngrohëse është i madh (më shumë se 3), mund të përdoret një mbulesë e madhe e shpërndarjes së nxehtësisë (dërrasë), e cila është një lavaman special i nxehtësisë i personalizuar sipas pozicionit dhe lartësisë së pajisjes ngrohëse në PCB ose në një banesë të madhe. lavaman i nxehtësisë Pritini pozicione të ndryshme të lartësisë së komponentëve. Mbulesa e shpërndarjes së nxehtësisë është e përkulur në mënyrë integrale në sipërfaqen e komponentit dhe kontakton çdo komponent për të shpërndarë nxehtësinë.

Megjithatë, efekti i shpërndarjes së nxehtësisë nuk është i mirë për shkak të qëndrueshmërisë së dobët të lartësisë gjatë montimit dhe saldimit të komponentëve. Zakonisht, një jastëk i butë termik i ndryshimit të fazës termike shtohet në sipërfaqen e komponentit për të përmirësuar efektin e shpërndarjes së nxehtësisë.

03
Për pajisjet që miratojnë ftohjen e ajrit me konvekcion të lirë, është më mirë të organizoni qarqe të integruara (ose pajisje të tjera) vertikalisht ose horizontalisht.

04
Miratoni një dizajn të arsyeshëm instalime elektrike për të realizuar shpërndarjen e nxehtësisë. Për shkak se rrëshira në pllakë ka përçueshmëri të dobët termike, dhe linjat dhe vrimat e fletës së bakrit janë përcjellës të mirë të nxehtësisë, rritja e shkallës së mbetur të fletës së bakrit dhe rritja e vrimave të përcjelljes së nxehtësisë janë mjetet kryesore të shpërndarjes së nxehtësisë. Për të vlerësuar kapacitetin e shpërndarjes së nxehtësisë së PCB-së, është e nevojshme të llogaritet përçueshmëria termike ekuivalente (nëntë eq) të materialit të përbërë të përbërë nga materiale të ndryshme me përçueshmëri termike të ndryshme - nënshtresa izoluese për PCB-në.

Komponentët në të njëjtën tabelë të printuar duhet të vendosen sa më shumë që të jetë e mundur sipas vlerës së tyre kalorifike dhe shkallës së shpërndarjes së nxehtësisë. Pajisjet me vlerë të ulët kalorifike ose rezistencë të dobët ndaj nxehtësisë (si transistorët e sinjalit të vegjël, qarqet e integruara në shkallë të vogël, kondensatorët elektrolitikë, etj.) duhet të vendosen në rrjedhën e ajrit ftohës. Rrjedha më e lartë (në hyrje), pajisjet me rezistencë të madhe ndaj nxehtësisë ose nxehtësisë (si tranzistorët e energjisë, qarqet e integruara në shkallë të gjerë, etj.) vendosen në pjesën më të poshtme të rrjedhës së ajrit ftohës.

06
Në drejtimin horizontal, pajisjet me fuqi të lartë vendosen sa më afër skajit të tabelës së printuar për të shkurtuar rrugën e transferimit të nxehtësisë; në drejtim vertikal, pajisjet me fuqi të lartë vendosen sa më afër majës së tabelës së printuar për të zvogëluar ndikimin e këtyre pajisjeve në temperaturën e pajisjeve të tjera. .

07
Shpërndarja e nxehtësisë së tabelës së printuar në pajisje varet kryesisht në rrjedhën e ajrit, kështu që rruga e rrjedhës së ajrit duhet të studiohet gjatë projektimit dhe pajisja ose bordi i qarkut të printuar duhet të konfigurohet në mënyrë të arsyeshme.

Konfigurimi i pllakave të shumta të qarkut të printuar në të gjithë makinën duhet t'i kushtojë vëmendje të njëjtit problem.

08
Pajisja e ndjeshme ndaj temperaturës vendoset më së miri në zonën me temperaturë më të ulët (si p.sh. në fund të pajisjes). Asnjëherë mos e vendosni direkt mbi pajisjen e ngrohjes. Është më mirë të vini disa pajisje në rrafshin horizontal.

09
Vendosni pajisjet me konsumin më të lartë të energjisë dhe gjenerimin e nxehtësisë pranë pozicionit më të mirë për shpërndarjen e nxehtësisë. Mos vendosni pajisje me ngrohje të lartë në qoshet dhe skajet periferike të tabelës së printuar, përveç rastit kur pranë saj është vendosur një ftohës. Kur dizajnoni rezistencën e fuqisë, zgjidhni një pajisje më të madhe sa më shumë që të jetë e mundur dhe bëni që ajo të ketë hapësirë të mjaftueshme për shpërndarjen e nxehtësisë kur rregulloni paraqitjen e tabelës së printuar.

10. Shmangni përqendrimin e pikave të nxehta në PCB, shpërndani fuqinë në mënyrë të barabartë në tabelën e PCB-së sa më shumë që të jetë e mundur dhe mbani performancën e temperaturës së sipërfaqes së PCB-së uniforme dhe konsistente. Shpesh është e vështirë të arrihet shpërndarje uniforme strikte gjatë procesit të projektimit. por zonat me densitet shumë të lartë të fuqisë duhet të shmangen për të parandaluar që pikat e nxehta të ndikojnë në funksionimin normal të të gjithë qarkut. Nëse është e mundur, është e nevojshme të analizohet efikasiteti termik i qarkut të printuar. Për shembull, moduli i softuerit të analizës së indeksit të efikasitetit termik i shtuar në disa softuer profesional të projektimit PCB mund t'i ndihmojë projektuesit të optimizojnë dizajnin e qarkut.