Värmen som genereras av elektronisk utrustning under drift gör att utrustningens inre temperatur stiger snabbt. Om värmen inte försvinner i tid kommer utrustningen att fortsätta att värmas upp, enheten kommer att misslyckas på grund av överhettning och tillförlitligheten hos den elektroniska utrustningen kommer att minska. Därför är det mycket viktigt att avleda värme till kretskortet.
Faktoranalys av temperaturökning på kretskort
Den direkta orsaken till temperaturökningen på det tryckta kortet beror på närvaron av kretsströmförbrukningsenheter, och elektroniska enheter har strömförbrukning i varierande grad, och värmeintensiteten ändras med strömförbrukningen.
Två fenomen med temperaturökning i tryckta skivor:
(1) Lokal temperaturökning eller stor områdestemperaturökning;
(2) Kortvarig temperaturhöjning eller långvarig temperaturhöjning.
När man analyserar PCB termisk energiförbrukning, i allmänhet från följande aspekter.
Elektrisk energiförbrukning
(1) Analysera strömförbrukning per ytenhet;
(2) Analysera fördelningen av strömförbrukningen på PCB-kretskortet.
2. Den tryckta tavlans struktur
(1) Storleken på den tryckta tavlan;
(2) Material av tryckt kartong.
3. Installationsmetod för tryckt kartong
(1) Installationsmetod (som vertikal installation och horisontell installation);
(2) Tätningsskick och avstånd från höljet.
4. Termisk strålning
(1) Emissionsförmåga hos tryckt kartongs yta;
(2) Temperaturskillnaden mellan den tryckta kortet och den intilliggande ytan och deras absoluta temperatur;
5. Värmeledning
(1) Installera kylaren;
(2) Ledning av andra installationskonstruktionsdelar.
6. Termisk konvektion
(1) Naturlig konvektion;
(2) Forcerad kylkonvektion.
Analysen av ovanstående faktorer från PCB är ett effektivt sätt att lösa temperaturökningen på den tryckta kortet. Dessa faktorer är ofta relaterade och beroende i en produkt och ett system. De flesta faktorer bör analyseras utifrån den faktiska situationen, endast för en specifik faktisk situation. Endast i denna situation kan parametrarna för temperaturökning och strömförbrukning beräknas eller uppskattas korrekt.
Kylningsmetod för kretskort
1. Hög värmealstrande anordning plus kylfläns och värmeledningsplatta
När ett fåtal enheter i PCB genererar en stor mängd värme (mindre än 3), kan en kylfläns eller värmerör läggas till den värmealstrande enheten. När temperaturen inte kan sänkas kan en kylfläns med fläkt användas för att förstärka värmeavledningseffekten. När det finns fler värmeanordningar (fler än 3) kan ett stort värmeavledningsskydd (kort) användas. Det är en speciell radiator anpassad efter placeringen och höjden av värmeanordningen på PCB-kortet eller i en stor platt radiator Klipp ut höjden på olika komponenter. Fäst värmeavledningshöljet på komponentytan och kontakta varje komponent för att avleda värme. Men på grund av komponenternas dåliga konsistens under montering och svetsning är värmeavledningseffekten inte bra. Vanligtvis läggs en mjuk termisk fasförändringsdyna på komponentytan för att förbättra värmeavledningseffekten.
2. Värmeavledning genom själva PCB-kortet
För närvarande är de allmänt använda PCB-plattorna kopparklädda/epoxiglasdukssubstrat eller fenolhartsglasdukssubstrat, och en liten mängd pappersbaserade kopparklädda plåtar används. Även om dessa substrat har utmärkt elektrisk prestanda och bearbetningsprestanda, har de dålig värmeavledning. Som en värmeavledningsväg för högvärmealstrande komponenter kan kretskortet i sig knappast förväntas leda värme från kretskortets harts, utan avleda värme från komponentens yta till den omgivande luften. Men eftersom elektroniska produkter har gått in i en era av miniatyrisering av komponenter, installation med hög densitet och montering med hög värme, räcker det inte att lita på ytan på komponenter med mycket liten yta för att avleda värme. Samtidigt, på grund av den kraftiga användningen av ytmonterade komponenter som QFP och BGA, överförs värmen som genereras av komponenterna till PCB-kortet i stora mängder. Därför är det bästa sättet att lösa värmeavledningen att förbättra värmeavledningskapaciteten hos själva PCB:et i direkt kontakt med värmeelementet. Uppträda eller avge.
3. Anta rimlig routingdesign för att uppnå värmeavledning
Eftersom den termiska ledningsförmågan hos hartset i arket är dålig och kopparfolielinjerna och hålen är goda värmeledare, är förbättring av kopparfoliens resthastighet och ökning av värmeledningshålen det huvudsakliga sättet för värmeavledning.
För att utvärdera värmeavledningskapaciteten hos PCB är det nödvändigt att beräkna den ekvivalenta värmeledningsförmågan (nio ekv) för kompositmaterialet som består av olika material med olika värmeledningskoefficienter – det isolerande substratet för PCB.
4. För utrustning som använder fri konvektionsluftkylning är det bäst att arrangera de integrerade kretsarna (eller andra enheter) vertikalt eller horisontellt.
5. Enheter på samma tryckta tavla bör arrangeras efter deras värmeutveckling och värmeavledning så mycket som möjligt. Apparater med liten värmealstring eller dålig värmebeständighet (såsom små signaltransistorer, småskaliga integrerade kretsar, elektrolytkondensatorer etc.) placeras i kylluftflödets översta ström (vid ingången), apparater med stor värmealstring resp. bra värmebeständighet (såsom effekttransistorer, storskaliga integrerade kretsar etc.) placeras längst nedströms kylluftflödet.
6. I horisontell riktning bör högeffektenheterna placeras så nära kanten på kortet som möjligt för att förkorta värmeöverföringsvägen; i vertikal riktning bör högeffektenheterna placeras så nära toppen av den tryckta kortet som möjligt för att minska temperaturen på dessa enheter när du arbetar med andra enheter Impact.
7. Den temperaturkänsliga enheten är bäst placerad i området med den lägsta temperaturen (t.ex. enhetens undersida). Placera den aldrig direkt ovanför den värmealstrande enheten. Flera anordningar är företrädesvis förskjutna i horisontalplanet.
8. Värmeavledningen av det tryckta kortet i utrustningen beror huvudsakligen på luftflödet, så luftflödesvägen bör studeras i designen, och enheten eller det tryckta kretskortet bör vara rimligt konfigurerat. När luften strömmar tenderar den alltid att strömma där motståndet är litet, så när man konfigurerar enheter på kretskortet är det nödvändigt att undvika att lämna ett stort luftutrymme i ett visst område. Konfigurationen av flera tryckta kretskort i hela maskinen bör också uppmärksamma samma problem.
9. Undvik koncentrationen av heta fläckar på kretskortet, fördela kraften jämnt på kretskortet så mycket som möjligt och håll kretskortets ytas temperaturprestanda enhetlig och konsekvent. Det är ofta svårt att uppnå strikt enhetlig fördelning i designprocessen, men det är nödvändigt att undvika områden med för hög effekttäthet för att undvika hot spots som påverkar den normala driften av hela kretsen. Om förhållandena tillåter, är termisk effektivitetsanalys av tryckta kretsar nödvändig. Till exempel kan mjukvarumoduler för analys av termisk effektivitetsindex som läggs till i vissa professionella PCB-designprogram hjälpa designers att optimera kretsdesign.