Některé metody tepelného návrhu plošných spojů
Dosavadní stav techniky V současnosti široce používanými deskami PCB jsou substráty z měděného plátna / epoxidové skleněné tkaniny nebo substráty ze skleněných tkanin ze fenolové pryskyřice a používá se malé množství papírových plátků na bázi mědi. I když tyto substráty mají vynikající elektrické vlastnosti a zpracovatelské vlastnosti, mají špatný odvod tepla.
Vzhledem k tomu, že se jedná o cestu odvádění tepla pro komponenty generující vysoké teplo, je sotva očekáváno, že bude vést teplo ze pryskyřice samotného PCB, ale odvádí teplo z povrchu komponenty do okolního vzduchu.
Protože však elektronické výrobky vstoupily do éry miniaturizace, montáže s vysokou hustotou a vysokoteplotní montáže, nestačí rozptýlit teplo z povrchu součásti s velmi malou povrchovou plochou.
Společnost Impedance Control v Číně
Současně, vzhledem k velkému počtu komponentů povrchové montáže, jako je QFP a BGA, se teplo generované složkami přenáší do PCB ve velkém množství.
Proto je nejlepším způsobem, jak řešit rozptyl tepla, zlepšit schopnost rozptylu tepla samotného PCB v přímém kontaktu se součástmi generujícími teplo. Provedeno nebo vydáno.
2 vysoké teplo generující zařízení plus chladič, teplo vodivé desky
Pokud je v desce plošných spojů několik zařízení, která generují velké množství tepla (méně než 3), může být do zařízení pro generování tepla přidáno chladič nebo tepelná trubka.
Když nelze teplotu snížit, může se použít chladič s ventilátorem, aby se zlepšil odvod tepla. účinek. Pokud je množství zařízení na výrobu tepla velké (více než 3), může být použit velký kryt odvádějící teplo (deska), což je vyhrazený chladič přizpůsobený podle polohy a výšky zařízení na výrobu tepla na zařízení. PCB nebo velký plochý chladič.
Jsou umístěny horní a dolní části různých součástí. Tepelný štít je integrálně připevněn k povrchu komponentu a je v kontaktu s každou komponentou, aby odváděl teplo.
V důsledku špatné konzistence složek během pájení však není účinek rozptylování tepla dobrý. Ke zlepšení rozptýlení tepla se obvykle přidává tepelná podložka s měkkou tepelnou fázovou změnou.
3 U zařízení, která používají volné konvekční vzduchové chlazení, je nejlepší uspořádat integrované obvody (nebo jiná zařízení) svisle nebo vodorovně.
4 Pro dosažení odvádění tepla použijte vhodný návrh zapojení
Protože pryskyřice v desce má špatnou tepelnou vodivost a vedení měděné fólie a otvor jsou dobrými vodiči tepla, zvýšení zbytkového poměru měděné fólie a zvýšení otvoru pro vedení tepla jsou hlavními prostředky odvádění tepla.
Výrobce těžkých měděných desek Čína
Pro vyhodnocení schopnosti odvádět teplo PCB je nezbytné vypočítat ekvivalentní tepelnou vodivost (devět eq) kompozitního materiálu složeného z různých materiálů majících různé koeficienty tepelné vodivosti.
5 Zařízení na stejné desce s plošnými spoji by měla být uspořádána co nejvíce v závislosti na jejich generování tepla a odvádění tepla.
Zařízení s nízkou tepelnou odolností nebo nízkou tepelnou odolností (např. Malé signální tranzistory, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atd.) By měla být umístěna do chlazení.
Největší průtok (na vstupu) proudění vzduchu, zařízení s vysokou teplotou nebo dobrou tepelnou odolností (např. Výkonové tranzistory, integrované obvody ve velkém měřítku atd.) Jsou umístěny ve směru proudění chladicího vzduchu.
6 V horizontálním směru jsou zařízení s vysokým výkonem umístěna co nejblíže hraně desky s plošnými spoji, aby se zkrátila dráha přenosu tepla; ve svislém směru jsou zařízení s vysokým výkonem umístěna co nejblíže k horní části desky s plošnými spoji, aby se snížila teplota jiných zařízení, když tato zařízení pracují. vlivy.
7 Odvádění tepla desky s plošnými spoji v zařízení závisí především na průtoku vzduchu, takže by měla být při návrhu sledována dráha proudění vzduchu a zařízení nebo deska s plošnými spoji by měla být správně nakonfigurována. Když proudí vzduch, má tendenci proudit v místě s nízkým odporem.
Při konfiguraci zařízení na desce s plošnými spoji se proto vyhněte tomu, aby v určité oblasti zůstal velký vzdušný prostor. Stejný problém by měl být zaznamenán v konfiguraci více desek plošných spojů v celém stroji.
8 Zařízení citlivá na teplotu by měla být umístěna v oblasti s nejnižší teplotou (např. Na dno zařízení), neumisťujte ji přímo nad topné zařízení a více zařízení je přednostně rozloženo v horizontální rovině.
9 Umístěte zařízení s nejvyšším příkonem a maximální produkcí tepla v blízkosti nejlepšího místa pro odvod tepla.
Nepokládejte zařízení s vyšším teplem na rohy a okrajové hrany desky, pokud není v blízkosti chladiče. Při navrhování výkonového rezistoru vyberte větší zařízení, jak je to jen možné, a dostatek místa pro odvod tepla při nastavování rozvržení desky.
10 RF výkonový zesilovač nebo LED PCB používá kovový základní substrát.
Vyhněte se koncentraci horkých míst na desce plošných spojů, rovnoměrně rozdělte výkon na desku plošných spojů a udržujte teplotu povrchu desky plošných spojů stejnoměrnou a konzistentní.
Často je obtížné dosáhnout přísného rovnoměrného rozložení během procesu navrhování, ale je nutné se vyhnout oblastem, kde je hustota výkonu příliš vysoká, aby se předešlo vzniku horkých míst ovlivňujících normální provoz celého obvodu.
Je-li to nutné, je nutné provést tepelnou analýzu plošných spojů. Softwarové moduly pro analýzu tepelného výkonu přidané do profesionálního softwaru pro návrh desek plošných spojů mohou návrhářům pomoci optimalizovat návrh obvodů.