Algunos métodos de diseño térmico de PCB.
Las hojas de PCB que se utilizan actualmente son los sustratos de tela de vidrio con revestimiento de cobre / epoxi o los sustratos de tela de vidrio de resina fenólica, y se utiliza una pequeña cantidad de hojas de revestimiento de cobre con base de papel. Aunque estos sustratos tienen excelentes propiedades eléctricas y propiedades de procesamiento, tienen una mala disipación de calor.
Como ruta de disipación de calor para componentes de alta generación de calor, casi no se espera que conduzca el calor desde la resina de la PCB, sino que disipe el calor de la superficie del componente al aire circundante.
Sin embargo, como los productos electrónicos han entrado en la era de la miniaturización, el montaje de alta densidad y el ensamblaje de alto calor, no es suficiente disipar el calor de la superficie de un componente con un área de superficie muy pequeña.
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Al mismo tiempo, debido a la gran cantidad de componentes de montaje en superficie, como QFP y BGA, el calor generado por los componentes se transfiere a la PCB en una gran cantidad.
Por lo tanto, la mejor manera de resolver la disipación de calor es mejorar la capacidad de disipación de calor de la PCB en contacto directo con los componentes que generan calor. Realizado o emitido.
2 dispositivos de alta generación de calor más disipador de calor, placa conductora del calor
Cuando hay algunos dispositivos en la PCB que generan una gran cantidad de calor (menos de 3), se puede agregar un disipador de calor o una tubería de calor al dispositivo generador de calor.
Cuando no se puede bajar la temperatura, se puede usar un disipador de calor con un ventilador para mejorar la disipación del calor. efecto. Cuando la cantidad de dispositivos generadores de calor es grande (más de 3), se puede usar una gran cubierta (placa) que disipa el calor, que es un disipador de calor dedicado personalizado según la posición y la altura del dispositivo generador de calor en el PCB o un disipador de calor de placa plana grande.
Se colocan las partes superior e inferior de los diferentes componentes. La pantalla térmica está fijada integralmente a la superficie del componente y está en contacto con cada componente para disipar el calor.
Sin embargo, debido a la poca consistencia de los componentes durante la soldadura, el efecto de disipación de calor no es bueno. Una almohadilla térmica de cambio de fase térmica suave generalmente se agrega a la superficie del componente para mejorar la disipación de calor.
3 Para los dispositivos que utilizan refrigeración por aire de convección libre, es mejor organizar los circuitos integrados (u otros dispositivos) de manera verticalmente larga o horizontalmente larga.
4 Utilice un diseño de cableado razonable para lograr la disipación de calor
Dado que la resina en la lámina tiene una conductividad térmica pobre, y la línea de lámina de cobre y el orificio son buenos conductores del calor, el aumento de la relación residual de la lámina de cobre y el aumento del orificio de conducción de calor son los medios principales de disipación del calor.
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Para evaluar la capacidad de disipación de calor de una PCB, es necesario calcular la conductividad térmica equivalente (nueve eq) de un material compuesto compuesto por varios materiales que tienen diferentes coeficientes de conductividad térmica.
5 Los dispositivos en la misma tabla impresa deben disponerse en la medida de lo posible de acuerdo con su generación de calor y su disipación de calor.
Los dispositivos con poco calor o poca resistencia al calor (como pequeños transistores de señal, circuitos integrados a pequeña escala, condensadores electrolíticos, etc.) deben colocarse en la refrigeración.
El flujo más alto (en la entrada) del flujo de aire, los dispositivos con alto calor o buena resistencia al calor (como los transistores de potencia, los circuitos integrados a gran escala, etc.) se colocan en la parte más baja del flujo de aire de enfriamiento.
6 En la dirección horizontal, los dispositivos de alta potencia se colocan lo más cerca posible del borde de la placa impresa para acortar el recorrido de transferencia de calor; en la dirección vertical, los dispositivos de alta potencia se colocan lo más cerca posible de la parte superior de la placa impresa para reducir la temperatura de otros dispositivos mientras estos dispositivos están funcionando. influencias.
7 La disipación de calor de la placa de circuito impreso en el equipo depende principalmente del flujo de aire, por lo que la ruta del flujo de aire debe estudiarse durante el diseño, y el dispositivo o la placa de circuito impreso deben configurarse correctamente. Cuando el aire fluye, tiende a fluir en un lugar con poca resistencia.
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Por lo tanto, al configurar el dispositivo en la placa de circuito impreso, evite dejar un espacio de aire grande en un área determinada. El mismo problema se debe tener en cuenta en la configuración de varias placas de circuito impreso en toda la máquina.
8 Los dispositivos sensibles a la temperatura deben colocarse en el área de temperatura más baja (como la parte inferior del dispositivo), no colocarlos directamente sobre el dispositivo de calefacción, y los dispositivos múltiples están preferiblemente escalonados en un plano horizontal.
9 Coloque el dispositivo con el mayor consumo de energía y la máxima generación de calor cerca de la mejor posición de disipación de calor.
No coloque un dispositivo con un calor más alto en las esquinas y los bordes periféricos de la placa impresa a menos que se coloque un disipador de calor cerca de él. Cuando diseñe la resistencia de potencia, elija un dispositivo más grande tanto como sea posible, y tenga suficiente espacio para disipar el calor cuando ajuste la disposición de la placa impresa.
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11 Evite la concentración de puntos calientes en la PCB, distribuya la potencia de manera uniforme en la PCB tanto como sea posible y mantenga el rendimiento de temperatura de la superficie de la PCB uniforme y consistente.
A menudo es difícil lograr una distribución uniforme y estricta durante el proceso de diseño, pero es necesario evitar áreas donde la densidad de potencia es demasiado alta, para evitar que los puntos calientes afecten el funcionamiento normal de todo el circuito.
Si es necesario, es necesario realizar un análisis de rendimiento térmico de los circuitos impresos. Por ejemplo, los módulos de software de análisis de índice de rendimiento térmico agregados en algún software de diseño de PCB profesional pueden ayudar a los diseñadores a optimizar el diseño del circuito.