Топлота коју генерише електронска опрема током рада доводи до брзог пораста унутрашње температуре опреме. Ако се топлота не распрши на време, опрема ће наставити да се загрева, уређај ће отказати због прегревања, а поузданост електронске опреме ће опасти. Због тога је веома важно да се топлота одведе на плочу.

Факторска анализа пораста температуре штампане плоче

Директан узрок пораста температуре штампане плоче је због присуства уређаја за потрошњу енергије кола, а електронски уређаји имају потрошњу енергије у различитом степену, а интензитет топлоте се мења са потрошњом енергије.

Два феномена пораста температуре у штампаним плочама:
(1) Локални пораст температуре или пораст температуре на великом подручју;
(2) Краткорочни пораст температуре или дугорочни пораст температуре.

Када се анализира потрошња топлотне енергије ПЦБ-а, генерално са следећих аспеката.

Потрошња електричне енергије
(1) Анализирати потрошњу енергије по јединици површине;
(2) Анализирајте дистрибуцију потрошње енергије на штампаној плочи.

2. Структура штампане плоче
(1) Величина штампане плоче;
(2) Материјал штампане плоче.

3. Начин уградње штампане плоче
(1) Начин уградње (као што је вертикална инсталација и хоризонтална инсталација);
(2) Стање заптивања и удаљеност од кућишта.

4. Топлотно зрачење
(1) Емисивност површине штампане плоче;
(2) температурна разлика између штампане плоче и суседне површине и њихова апсолутна температура;

5. Провођење топлоте
(1) Инсталирајте радијатор;
(2) Провођење осталих инсталационих конструктивних делова.

6. Топлотна конвекција
(1) Природна конвекција;
(2) Конвекција принудног хлађења.

Анализа горе наведених фактора са ПЦБ-а је ефикасан начин да се реши пораст температуре штампане плоче. Ови фактори су често повезани и зависни у производу и систему. Већину фактора треба анализирати према стварном стању, само за конкретну стварну ситуацију. Само у овој ситуацији се могу исправно израчунати или проценити параметри пораста температуре и потрошње енергије.

Метода хлађења плоча

1. Уређај који ствара високу топлоту плус хладњак и плоча за проводљивост топлоте
Када неколико уређаја у ПЦБ-у генерише велику количину топлоте (мање од 3), хладњак или топлотна цев се може додати уређају за производњу топлоте. Када се температура не може снизити, хладњак са вентилатором се може користити за побољшање ефекта одвођења топлоте. Када има више уређаја за грејање (више од 3), може се користити велики поклопац за расипање топлоте (плоча). То је посебан радијатор прилагођен према положају и висини уређаја за грејање на ПЦБ плочи или у великом равном радијатору Изрежите висину различитих компоненти. Причврстите поклопац за расипање топлоте на површину компоненте и контактирајте сваку компоненту да бисте одвели топлоту. Међутим, због лоше конзистенције компоненти током монтаже и заваривања, ефекат одвођења топлоте није добар. Обично се на површину компоненте додаје мекана термална подлога за промену фазе да би се побољшао ефекат расипање топлоте.

2. Одвођење топлоте кроз саму ПЦБ плочу
Тренутно, широко коришћене ПЦБ плоче су супстрати од бакра/епоксидне стаклене тканине или супстрати од стаклене тканине од фенолне смоле, а користи се и мала количина бакра обложених плоча на бази папира. Иако ове подлоге имају одличне електричне перформансе и перформансе обраде, слабо одводе топлоту. Као пут за дисипацију топлоте за компоненте које стварају високу топлоту, тешко се може очекивати да сам ПЦБ проводи топлоту од смоле ПЦБ-а, већ да одводи топлоту са површине компоненте у околни ваздух. Међутим, пошто су електронски производи ушли у еру минијатуризације компоненти, инсталације велике густине и монтаже са високом топлотом, није довољно ослањати се на површину компоненти са врло малом површином да би се распршила топлота. У исто време, због велике употребе компоненти за површинску монтажу као што су КФП и БГА, топлота коју производе компоненте се преноси на ПЦБ плочу у великим количинама. Стога је најбољи начин да се реши дисипација топлоте да се побољша капацитет дисипације топлоте саме штампане плоче у директном контакту са грејним елементом. Проводи или емитује.

3. Усвојите разуман дизајн рутирања како бисте постигли дисипацију топлоте
Пошто је топлотна проводљивост смоле у ​​листу лоша, а водови и рупе од бакарне фолије су добри проводници топлоте, побољшање преостале стопе бакарне фолије и повећање отвора за топлотну проводљивост су главно средство за расипање топлоте.
Да би се проценио капацитет дисипације топлоте ПЦБ-а, потребно је израчунати еквивалентну топлотну проводљивост (девет екв.) композитног материјала састављеног од различитих материјала са различитим коефицијентима топлотне проводљивости — изолационог супстрата за ПЦБ.

4. За опрему која користи ваздушно хлађење слободном конвекцијом, најбоље је да се интегрисана кола (или друге уређаје) распореде вертикално или хоризонтално.

5. Уређаје на истој штампаној плочи треба распоредити према њиховој генерисању топлоте и одвајању топлоте што је више могуће. Уређаји са малом производњом топлоте или слабом отпорношћу на топлоту (као што су мали сигнални транзистори, мала интегрисана кола, електролитски кондензатори, итд.) постављају се у најгорњи ток расхладног ваздуха (на улазу), уређаји са великом производњом топлоте или добра отпорност на топлоту (као што су транзистори снаге, велика интегрисана кола, итд.) постављени су најниже од протока ваздуха за хлађење.

6. У хоризонталном правцу, уређаји велике снаге треба да буду постављени што ближе ивици штампане плоче како би се скратио пут преноса топлоте; у вертикалном правцу уређаје велике снаге треба поставити што ближе врху штампане плоче да би се смањила температура ових уређаја при раду на другим уређајима Утицај.

7. Уређај осетљив на температуру најбоље је поставити у области са најнижом температуром (као што је дно уређаја). Никада га не постављајте директно изнад уређаја за стварање топлоте. Више уређаја је пожељно поређано у хоризонталној равни.

8. Расипање топлоте штампане плоче у опреми углавном зависи од протока ваздуха, тако да пут протока ваздуха треба проучити у дизајну, а уређај или штампану плочу треба разумно конфигурисати. Када ваздух струји, он увек тежи да струји тамо где је отпор мали, па је при конфигурисању уређаја на штампаној плочи потребно избегавати остављање великог ваздушног простора у одређеном простору. Конфигурација више штампаних плоча у целој машини такође треба да обрати пажњу на исти проблем.

9. Избегавајте концентрацију врућих тачака на ПЦБ-у, равномерно расподелите снагу на ПЦБ што је више могуће и одржавајте температурне перформансе површине ПЦБ-а уједначеним и доследним. Често је тешко постићи строгу уједначену дистрибуцију у процесу пројектовања, али је неопходно избегавати подручја са превеликом густином снаге како би се избегле вруће тачке које утичу на нормалан рад целог кола. Ако услови дозвољавају, неопходна је анализа топлотне ефикасности штампаних кола. На пример, софтверски модули за анализу индекса топлотне ефикасности додати у неки професионални софтвер за пројектовање ПЦБ-а могу помоћи дизајнерима да оптимизују дизајн кола.