Värmen som genereras av elektronisk utrustning under drift får den inre temperaturen på utrustningen att stiga snabbt. Om värmen inte sprids i tid kommer utrustningen att fortsätta att värmas upp, enheten kommer att misslyckas på grund av överhettning, och tillförlitligheten för den elektroniska utrustningen kommer att minska. Därför är det mycket viktigt att sprida värmen till kretskortet.
Faktoranalys av temperaturökning av tryckt kretskort
Den direkta orsaken till temperaturökningen för det tryckta kortet beror på närvaron av kretsförbrukningsanordningar, och elektroniska apparater har kraftförbrukning i varierande grad, och värmeloten förändras med strömförbrukningen.
Två fenomen med temperaturökning i tryckta brädor:
(1) lokal temperaturökning eller stor temperaturökning;
(2) Kortvarig temperaturökning eller långsiktig temperaturökning.
Vid analys av PCB -termisk kraftförbrukning, vanligtvis från följande aspekter.
Elektrisk kraftförbrukning
(1) Analysera strömförbrukning per enhetsområde;
(2) Analysera fördelningen av strömförbrukning på PCB -kretskortet.
2. Strukturen för det tryckta brädet
(1) storleken på det tryckta kortet;
(2) Material från tryckt kort.
3. Installationsmetod för tryckt kort
(1) installationsmetod (såsom vertikal installation och horisontell installation);
(2) Tätningstillstånd och avstånd från höljet.
4. Termisk strålning
(1) emissivitet hos tryckt brädytor;
(2) temperaturskillnaden mellan det tryckta brädet och den angränsande ytan och deras absoluta temperatur;
5. Värmeledning
(1) installera kylaren;
(2) Ledning av andra strukturella delar.
6. Termisk konvektion
(1) naturlig konvektion;
(2) Tvingad kylkonvektion.
Analysen av ovanstående faktorer från PCB är ett effektivt sätt att lösa temperaturökningen för det tryckta kortet. Dessa faktorer är ofta relaterade och beroende i en produkt och ett system. De flesta faktorer bör analyseras enligt den faktiska situationen, endast för en specifik faktisk situation. Endast i denna situation kan parametrarna för temperaturökning och strömförbrukning beräknas eller uppskattas korrekt.
Kretskortkylningsmetod
1. Hög värmegenererande anordning plus kylfläns och värmeledningsplatta
När ett fåtal enheter i PCB genererar en stor mängd värme (mindre än 3) kan en kylfläns eller värmeledning läggas till den värmegenererande enheten. När temperaturen inte kan sänkas kan en kylfläns med en fläkt användas för att förbättra värmeavledningseffekten. När det finns fler uppvärmningsanordningar (mer än 3) kan ett stort värmespridningsskydd (kort) användas. Det är en speciell kylare anpassad enligt värmningsanordningens position och höjd på PCB -kortet eller i en stor platt radiator som skär ut höjden på olika komponenter. Fäst värmespridningskåpan till komponentytan och kontakta varje komponent för att sprida värme. På grund av den dåliga konsistensen hos komponenterna under montering och svetsning är värmeavledningseffekten emellertid inte bra. Vanligtvis tillsätts en mjuk termisk fasförändring termisk dyna på komponentytan för att förbättra värmeavledningseffekten.
2. Värmeavledning genom själva PCB -kortet
För närvarande är de allmänt använda PCB-plattorna kopparklädda/epoxiglasduksubstrat eller fenolhartsglasduksubstrat, och en liten mängd pappersbaserade kopparklädda plattor används. Även om dessa underlag har utmärkt elektrisk prestanda och bearbetningsprestanda, har de dålig värmeavledning. Som en värmespridningsväg för höga värmegenererande komponenter kan PCB själv knappast förväntas utföra värme från PCB: s harts, men för att sprida värme från komponentens yta till den omgivande luften. Eftersom elektroniska produkter har kommit in i miniatyriseringen av komponenter, högdensitetsinstallation och högvärmningsmontering räcker det inte att förlita sig på ytan på komponenter med mycket liten ytarea för att sprida värme. Samtidigt, på grund av den tunga användningen av ytmonterade komponenter såsom 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 värmespridningskapaciteten för själva PCB i direktkontakt med värmeelementet. Uppförande 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 ledare av värme, förbättrar rester av kopparfolie och ökar de termiska ledningshålen är de viktigaste sätten för värmeavledning.
För att utvärdera PCB: s värmeförstörning är det nödvändigt att beräkna den ekvivalenta värmeledningsförmågan (nio ekv) hos kompositmaterialet som består av olika material med olika värmeledningsförmåga koefficienter - det isolerande substratet för PCB.
4. För utrustning som använder fri konvektionsluftkylning är det bäst att ordna de integrerade kretsarna (eller andra enheter) vertikalt eller horisontellt.
5. Enheter på samma tryckta kort bör ordnas enligt deras värmeproduktion och värmeavledning så mycket som möjligt. Enheter med liten värmeproduktion eller dålig värmebeständighet (såsom små signaltransistorer, småskaliga integrerade kretsar, elektrolytiska kondensatorer, etc.) placeras i den översta strömmen av kylande luftflödet (vid ingången), enheter med stor värmeproduktion eller bra värmebeständighet (såsom krafttransistorer, storskaliga integrerade kretsar, etc.
6. I horisontell riktning bör de högeffektiva enheterna placeras så nära det tryckta brädets kant som möjligt för att förkorta värmeöverföringsvägen; I den vertikala riktningen bör högeffektenheterna placeras så nära det övre delen av det tryckta kortet för att minska temperaturen på dessa enheter när man arbetar med andra enheter påverkar.
7. Den temperaturkänsliga enheten placeras bäst i området med den lägsta temperaturen (till exempel enhetens botten). Placera den aldrig direkt ovanför värmegenererande enhet. Flera enheter är företrädesvis förskjutna på det horisontella planet.
8. Värmeavledningen av det tryckta kortet i utrustningen beror huvudsakligen på luftflödet, så luftflödesvägen ska studeras i designen, och enheten eller det tryckta kretskortet ska vara rimligt konfigurerade. När luften rinner tenderar den alltid att flyta där motståndet är litet, så när du konfigurerar enheter på det tryckta 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 hotspots på PCB, distribuera kraften jämnt på PCB så mycket som möjligt och håll temperaturprestanda för PCB -ytan 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 hotspots som påverkar den normala driften av hela kretsen. Om förhållanden tillåter är termisk effektivitetsanalys av tryckta kretsar nödvändig. Till exempel kan mjukvarumoduler för termisk effektivitetsindexanalys som läggs till i vissa professionella PCB -designprogramvara hjälpa designers att optimera kretsdesign.