Elektronik ekipman tarafından çalışma sırasında üretilen ısı, ekipmanın iç sıcaklığının hızla artmasına neden olur. Isı zaman içinde dağılmazsa, ekipman ısınmaya devam eder, cihaz aşırı ısınma nedeniyle başarısız olur ve elektronik ekipmanın güvenilirliği azalır. Bu nedenle, devre kartına ısıyı dağıtmak çok önemlidir.

Basılı devre kartının sıcaklık artışının faktör analizi

Basılı kartın sıcaklık artışının doğrudan nedeni, devre güç tüketimi cihazlarının varlığından kaynaklanmaktadır ve elektronik cihazlar değişen derecelere kadar güç tüketimine sahiptir ve ısı yoğunluğu güç tüketimi ile değişir.

Basılı tahtalarda iki sıcaklık artış olgusu:
(1) yerel sıcaklık artışı veya geniş alan sıcaklık artışı;
(2) Kısa süreli sıcaklık artışı veya uzun süreli sıcaklık artışı.

PCB termal güç tüketimini analiz ederken, genellikle aşağıdaki yönlerden.

Elektrik Güç Tüketimi
(1) birim alan başına güç tüketimini analiz etmek;
(2) PCB devre kartındaki güç tüketiminin dağılımını analiz edin.

2. Basılı kartın yapısı
(1) basılı kartın boyutu;
(2) Basılı kartın malzemesi.

3. Basılı kartın kurulum yöntemi
(1) kurulum yöntemi (dikey kurulum ve yatay kurulum gibi);
(2) Sızdırmazlık koşulu ve kasadan mesafe.

4. Termal radyasyon
(1) baskılı kart yüzeyinin emisyonu;
(2) baskılı kart ile bitişik yüzey arasındaki sıcaklık farkı ve bunların mutlak sıcaklığı;

5. Isı iletimi
(1) radyatörü takın;
(2) Diğer kurulum yapısal parçalarının iletimi.

6. Termal konveksiyon
(1) doğal konveksiyon;
(2) Zorla soğutma konveksiyonu.

PCB'den yukarıdaki faktörlerin analizi, basılı kartın sıcaklık artışını çözmek için etkili bir yoldur. Bu faktörler genellikle ilişkilidir ve bir ürün ve sistemde bağımlıdır. Çoğu faktör, sadece belirli bir gerçek durum için gerçek duruma göre analiz edilmelidir. Sadece bu durumda sıcaklık artışı ve güç tüketimi parametreleri doğru şekilde hesaplanabilir veya tahmin edilebilir.

Devre kartı soğutma yöntemi

1. Yüksek ısı üreten cihaz artı ısı lavabosu ve ısı iletim plakası
PCB'deki birkaç cihaz büyük miktarda ısı (3'ten az) ürettiğinde, ısı üreten cihaza bir ısı lavabosu veya ısı borusu eklenebilir. Sıcaklık düşürülemediğinde, ısı yayma etkisini arttırmak için fanlı bir ısı lavabosu kullanılabilir. Daha fazla ısıtma cihazı (3'ten fazla) olduğunda, büyük bir ısı dağılma örtüsü (kart) kullanılabilir. PCB kartındaki veya büyük bir düz radyatördeki ısıtma cihazının konumuna ve yüksekliğine göre özelleştirilmiş özel bir radyatördür, farklı bileşenlerin yüksekliğini keser. Isı dağılma örtüsünü bileşen yüzeye sabitleyin ve ısıyı dağıtmak için her bileşene temas edin. Bununla birlikte, montaj ve kaynak sırasında bileşenlerin zayıf tutarlılığı nedeniyle, ısı yayılma etkisi iyi değildir. Isı dağılma etkisini iyileştirmek için genellikle bileşen yüzeyine yumuşak bir termal faz değişikliği termal ped eklenir.

2. PCB kartının kendisinden ısı dağılımı
Şu anda, yaygın olarak kullanılan PCB plakaları bakır kaplı/epoksi cam bez substratları veya fenolik reçine cam kumaş substratlardır ve az miktarda kağıt bazlı bakır kaplı plakalar kullanılmaktadır. Bu substratlar mükemmel elektrik performansı ve işleme performansına sahip olmalarına rağmen, ısı dağılımı zayıftır. Yüksek ısı üreten bileşenler için bir ısı dağılma yolu olarak, PCB'nin kendisinin PCB'nin reçinesinden ısı yapması beklenemez, ancak ısıyı bileşenin yüzeyinden çevreleyen havaya dağıtması beklenebilir. Bununla birlikte, elektronik ürünler bileşenlerin minyatürleştirilmesi, yüksek yoğunluklu kurulum ve yüksek ısı montajı girdikçe, ısıyı dağıtmak için çok küçük yüzey alanına sahip bileşenlerin yüzeyine güvenmek yeterli değildir. Aynı zamanda, QFP ve BGA gibi yüzeye monte edilmiş bileşenlerin ağır kullanımı nedeniyle, bileşenler tarafından üretilen ısı büyük miktarlarda PCB kartına aktarılır. Bu nedenle, ısı dağılımını çözmenin en iyi yolu, ısıtma elemanı ile doğrudan temas halinde PCB'nin ısı yayılma kapasitesini iyileştirmektir. Davranış veya yayma.

3. Isı dağılmasını sağlamak için makul yönlendirme tasarımı benimseyin
Reçinenin tabakadaki termal iletkenliği zayıf olduğundan ve bakır folyo çizgileri ve delikleri iyi ısı iletkenleri olduğundan, bakır folyo kalıntısı hızını iyileştirir ve termal iletim deliklerinin arttırılması, ısı dağılmasının ana aracıdır.
PCB'nin ısı yayılma kapasitesini değerlendirmek için, farklı termal iletkenlik katsayılarına sahip çeşitli malzemelerden oluşan kompozit malzemenin eşdeğer termal iletkenliğini (dokuz EQ) hesaplamak gerekir - PCB için yalıtım substratı.

4. Serbest konveksiyon hava soğutma kullanan ekipman için, entegre devreleri (veya diğer cihazları) dikey veya yatay olarak düzenlemek en iyisidir.

5. Aynı basılı karttaki cihazlar, ısı üretimlerine ve ısı dağılmalarına göre mümkün olduğunca düzenlenmelidir. Küçük ısı üretimi veya zayıf ısı direncine sahip cihazlar (küçük sinyal transistörleri, küçük ölçekli entegre devreler, elektrolitik kapasitörler, vb.) Soğutma hava akışının (girişte) en üst akımına yerleştirilir (güç transistörleri, büyük ölçekli entegre devreler, vb.) Soğutma akımına sahip cihazlar (en fazla soğutma uçağına yerleştirilir.

6. Yatay yönde, yüksek güç cihazları ısı transfer yolunu kısaltmak için basılı kartın kenarına mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir; Dikey yönde, diğer cihazlar üzerinde çalışırken bu cihazların sıcaklığını azaltmak için yüksek güçlü cihazlar, basılı kartın üstüne mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir.

7. Sıcaklığa duyarlı cihaz, en düşük sıcaklığa sahip (cihazın tabanı gibi) alana en iyi şekilde yerleştirilir. Asla doğrudan ısı üreten cihazın üzerine yerleştirmeyin. Birden fazla cihaz tercihen yatay düzlemde sendelenir.

8. Basılı tahtanın ekipmandaki ısı yayılması esas olarak hava akışına bağlıdır, bu nedenle hava akış yolu tasarımda incelenmelidir ve cihaz veya baskılı devre kartı makul bir şekilde yapılandırılmalıdır. Hava aktığında, her zaman dirençin küçük olduğu yerlerde akma eğilimindedir, bu nedenle basılı devre kartındaki cihazları yapılandırırken, belirli bir alanda büyük bir hava alanı bırakmaktan kaçınmak gerekir. Tüm makinede birden fazla baskılı devre kartının yapılandırılması da aynı soruna dikkat etmelidir.

9. PCB'deki sıcak noktaların konsantrasyonundan kaçının, gücü PCB üzerindeki gücü mümkün olduğunca eşit olarak dağıtın ve PCB yüzey üniformasının sıcaklık performansını ve tutarlı tutun. Tasarım işleminde katı düzgün dağılım elde etmek genellikle zordur, ancak tüm devrenin normal çalışmasını etkileyen sıcak noktalardan kaçınmak için çok yüksek güç yoğunluğuna sahip alanlardan kaçınmak gerekir. Koşullar izin verirse, basılı devrelerin termal verimlilik analizi gereklidir. Örneğin, bazı profesyonel PCB tasarım yazılımlarına eklenen Termal Verimlilik Endeks Analiz Yazılımı modülleri, tasarımcıların devre tasarımını optimize etmesine yardımcı olabilir.