Umgang mit Leiterplattenkühlung
I. Analyse der Temperaturanstiegsfaktoren von Leiterplatten
Die direkte Ursache für den Temperaturanstieg der Leiterplatte ist auf das Vorhandensein von Schaltkreisenergieverbrauchseinrichtungen zurückzuführen. Die elektronischen Geräte haben einen unterschiedlichen Energieverbrauch und die Wärmeerzeugungsintensität variiert mit dem Energieverbrauch.
Motor Power Module Hersteller China
Zwei Phänomene des Temperaturanstiegs bei Leiterplatten:
(1) lokaler Temperaturanstieg oder Temperaturanstieg in großen Bereichen;
(2) Kurzfristiger Temperaturanstieg oder langfristiger Temperaturanstieg.
Bei der Analyse des thermischen Energieverbrauchs der Leiterplatte wird diese im Allgemeinen unter den folgenden Aspekten analysiert.
Stromverbrauch
(1) Analyse des Energieverbrauchs pro Flächeneinheit;
(2) Analysieren Sie die Verteilung des Stromverbrauchs auf der Platine.
2. Leiterplattenstruktur
(1) die Größe der Leiterplatte;
(2) Das Material der Leiterplatte.
3. Installieren der Leiterplatte
(1) Installationsmethode (z. B. vertikale Installation, horizontale Installation);
(2) Dichtungszustand und Abstand vom Gehäuse.
4. Wärmestrahlung
(1) der Emissionsgrad der Oberfläche der Leiterplatte;
(2) die Temperaturdifferenz zwischen der Leiterplatte und der angrenzenden Oberfläche und deren absolute Temperatur;
Eintauchen Zinn Lieferant China
5 Wärmeleitung
(1) Einbau eines Kühlers;
(2) Leitung anderer Montagebauteile.
6. Wärmekonvektion
(1) natürliche Konvektion;
(2) Zwangskühlungskonvektion.
Die Analyse der obigen Faktoren von der Leiterplatte ist ein wirksamer Weg, um den Temperaturanstieg der Leiterplatte zu lösen. Diese Faktoren hängen in einem Produkt und System häufig zusammen und sind abhängig. Die meisten Faktoren sollten entsprechend der tatsächlichen Situation nur für bestimmte Situationen analysiert werden. Unter tatsächlichen Bedingungen können Parameter wie Temperaturanstieg und Stromverbrauch korrekt berechnet oder geschätzt werden.
Zweitens das Leiterplattenkühlverfahren
1. Gerät mit hoher Wärmeentwicklung mit Kühlkörper und Wärmeleitplatte
Wenn sich auf der PCB einige Geräte befinden, die eine große Wärmemenge erzeugen (weniger als 3), kann der Wärmeerzeugungsvorrichtung ein Kühlkörper oder ein Wärmerohr hinzugefügt werden. Wenn die Temperatur nicht gesenkt werden kann, kann ein Kühlkörper mit Lüfter verwendet werden, um die Wärmeableitung zu verbessern. bewirken. Wenn die Menge an wärmeerzeugenden Vorrichtungen groß ist (mehr als 3), kann eine große wärmeableitende Abdeckung (Platte) verwendet werden, die eine spezielle Wärmesenke ist, die an die Position und Höhe der wärmeerzeugenden Vorrichtung angepasst ist PCB oder einen großen flachen Kühlkörper. Die oberen und unteren Teile der verschiedenen Komponenten werden platziert. Der Hitzeschild ist integral an der Bauteiloberfläche befestigt und steht mit jedem Bauteil in Kontakt, um Wärme abzuleiten. Aufgrund der schlechten Konsistenz der Komponenten während des Lötens ist der Wärmeableitungseffekt jedoch nicht gut. Um die Wärmeableitung zu verbessern, wird der Bauteiloberfläche normalerweise ein weiches thermisches Phasenwechselelement hinzugefügt.
2. Kühlung durch die Platine selbst
Derzeit weit verbreitete PCB-Platten sind Kupfer-Mantel / Epoxidglas-Gewebesubstrate oder Phenolharz-Glasgewebesubstrate, und es wird eine kleine Menge von auf Papier basierenden Kupfer-Mantelfolien verwendet. Obwohl diese Substrate ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften aufweisen, weisen sie eine schlechte Wärmeableitung auf. Es ist kaum zu erwarten, dass als Wärmeableitungspfad für Komponenten, die stark wärmeerzeugen, Wärme vom Harz der Leiterplatte selbst geleitet wird, sondern Wärme von der Oberfläche der Komponente an die Umgebungsluft abführt. Da elektronische Produkte jedoch in die Ära der Miniaturisierung, der Montage mit hoher Dichte und der Montage mit hoher Hitze eintreten, reicht es nicht aus, Wärme von der Oberfläche eines Bauteils mit einer sehr kleinen Oberfläche abzuleiten. Gleichzeitig wird aufgrund der großen Anzahl von oberflächenmontierten Komponenten wie QFP und BGA die von den Komponenten erzeugte Wärme in großer Menge auf die Leiterplatte übertragen. Daher ist der beste Weg zur Lösung der Wärmeableitung die Verbesserung der Wärmeableitungsfähigkeit der PCB selbst in direktem Kontakt mit den wärmeerzeugenden Komponenten. Herausgeführt oder emittiert.
3. Verwenden Sie eine vernünftige Verdrahtung, um die Wärmeableitung zu erreichen
Da das Harz in der Folie eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist und die Kupferfolienleitung und das Loch gute Wärmeleiter sind, sind das Erhöhen des Kupferfolienrestverhältnisses und das Erhöhen des Wärmeleitungslochs die Hauptmittel der Wärmeableitung.
Um die Wärmeableitungsfähigkeit einer Leiterplatte zu bewerten, ist es erforderlich, die äquivalente Wärmeleitfähigkeit (neun Äquivalente) eines Verbundmaterials zu berechnen, das aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten besteht.
4. Bei Geräten mit freier Konvektionsluftkühlung sollten die integrierten Schaltkreise (oder andere Geräte) vertikal oder horizontal lang angeordnet werden.
5. Geräte auf derselben Leiterplatte sollten so weit wie möglich entsprechend ihrer Wärmeerzeugung und Wärmeableitung platziert werden. Es sollten Bauelemente mit geringer oder geringer Hitzebeständigkeit (wie Kleinsignaltransistoren, integrierte Schaltkreise, Elektrolytkondensatoren usw.) platziert werden. Der oberste Fluss (am Einlass) des Kühlluftstroms, die Vorrichtung, die eine große Menge an Wärme oder Wärme erzeugt (z. B. ein Leistungstransistor, eine große integrierte Schaltung usw.), ist am weitesten stromabwärts der Kühlung angeordnet Luftzug.
6. In der horizontalen Richtung sind die Hochleistungsvorrichtungen so nahe wie möglich an der Kante der Leiterplatte angeordnet, um den Wärmeübertragungsweg zu verkürzen. In vertikaler Richtung sind die Hochleistungsgeräte so nahe wie möglich an der Oberseite der Leiterplatte angeordnet, um die Temperatur anderer Geräte zu senken, während diese Geräte in Betrieb sind. Auswirkung.
7. Temperaturempfindliche Geräte sollten im niedrigsten Temperaturbereich (z. B. auf der Unterseite des Geräts) aufgestellt werden. Stellen Sie es nicht direkt über dem Heizgerät auf. Vorzugsweise sind mehrere Geräte auf einer horizontalen Ebene versetzt.
8. Die Wärmeableitung der Leiterplatte im Gerät hängt hauptsächlich von der Luftströmung ab. Daher sollte der Luftströmungspfad während des Entwurfs untersucht werden, und das Gerät oder die Leiterplatte sollte ordnungsgemäß konfiguriert sein. Wenn die Luft strömt, neigt sie dazu, an einem Ort mit geringem Widerstand zu strömen. Vermeiden Sie daher bei der Konfiguration des Geräts auf der Leiterplatte einen großen Luftraum in einem bestimmten Bereich. Das gleiche Problem sollte bei der Konfiguration mehrerer Leiterplatten in der gesamten Maschine festgestellt werden.
9. Vermeiden Sie die Konzentration von heißen Stellen auf der Leiterplatte, verteilen Sie die Leistung so gleichmäßig wie möglich auf der Leiterplatte und halten Sie die Temperaturleistung der Leiterplattenoberfläche gleichmäßig und konstant. Es ist oft schwierig, eine strikte gleichmäßige Verteilung während des Entwurfsprozesses zu erreichen, es ist jedoch notwendig, Bereiche zu vermeiden, in denen die Leistungsdichte zu hoch ist, um zu vermeiden, dass heiße Stellen den normalen Betrieb der gesamten Schaltung beeinträchtigen. Bei Bedarf ist es erforderlich, eine thermische Leistungsanalyse von gedruckten Schaltungen durchzuführen. Beispielsweise können die Softwaremodule für die Analyse des thermischen Leistungsindex, die in einigen professionellen PCB-Design-Software hinzugefügt werden, den Konstrukteuren bei der Optimierung des Schaltungsdesigns helfen.
10. Platzieren Sie das Gerät mit dem höchsten Stromverbrauch und maximaler Wärmeentwicklung in der Nähe des besten Ortes für die Wärmeableitung. Platzieren Sie kein Gerät mit einer höheren Hitze an den Ecken und Randkanten der Leiterplatte, wenn sich nicht ein Kühlkörper in der Nähe befindet. Wählen Sie beim Entwurf des Leistungswiderstands möglichst ein größeres Gerät und haben Sie ausreichend Platz für die Wärmeabfuhr, wenn Sie das Layout der Leiterplatte anpassen.
11. Geräte mit hoher Wärmeableitung sollten den Wärmewiderstand zwischen ihnen minimieren, wenn sie mit dem Substrat verbunden werden. Um die Anforderungen an die thermischen Eigenschaften besser zu erfüllen, können einige wärmeleitende Materialien (wie eine Schicht aus thermischem Silicagel) auf der Unterseite des Chips verwendet werden, und es wird eine bestimmte Kontaktfläche für die Vorrichtung zur Wärmeableitung aufrechterhalten.
12. Verbindung zwischen Gerät und Substrat:
(1) Minimieren Sie die Länge der Geräteleitungen.
(2) Bei der Auswahl eines Hochleistungsgeräts sollte die Wärmeleitfähigkeit des Bleimaterials berücksichtigt werden. Versuchen Sie nach Möglichkeit, den maximalen Querschnitt des Bleis zu wählen.
(3) Wählen Sie ein Gerät mit einer großen Anzahl von Pins aus.
Paketauswahl für 13 Geräte:
(1) Achten Sie bei der Planung des thermischen Designs auf die Packungsbeschreibung des Geräts und seine Wärmeleitfähigkeit.
(2) Es sollte erwogen werden, einen guten Wärmeleitungspfad zwischen dem Substrat und der Vorrichtungspackung bereitzustellen.
(3) Lufttrennungen sollten auf dem Wärmeleitungsweg vermieden werden, und wenn dies der Fall ist, kann ein wärmeleitendes Material zum Füllen verwendet werden.
O-Leading Supply Chain CO., LTD
TEL: + 86-752-8457668
Fax: + 86-4008892163-239121
+ 86-2028819702-239121