Mikrowellen-Technik - Fähigkeiten zur Wärmeableitung von Leiterplatten

Die Wärme, die erzeugt wird, wenn die elektronische Ausrüstung arbeitet, lässt die Innentemperatur der Ausrüstung schnell ansteigen. Wenn die Wärme nicht rechtzeitig abgeführt wird, steigt die Ausrüstung weiter an, und das Gerät versagt aufgrund von Überhitzung, und die Zuverlässigkeit der elektronischen Ausrüstung wird abnehmen. Daher ist es sehr wichtig, die Leiterplatte zu erwärmen.

1., Leiterplatte Analyse des Temperaturanstiegsfaktors

Die direkte Ursache für den Temperaturanstieg von PCB ist das Vorhandensein von Stromversorgungsgeräten, elektronische Geräte haben unterschiedliche Grade des Stromverbrauchs, die Heizintensität variiert mit dem Stromverbrauch.

Zwei Phänomene des Temperaturanstiegs in der Leiterplatte:

(1) lokaler oder großflächiger Temperaturanstieg;

(2) Kurzfristiger Temperaturanstieg oder langfristiger Temperaturanstieg.

Die Analyse der thermischen Leistung von Leiterplatten wird im Allgemeinen aus den folgenden Aspekten analysiert.

1.Stromverbrauch

(1) Analyse des Stromverbrauchs je Flächeneinheit;

(2) Analysieren Sie die Verteilung des Stromverbrauchs auf der Leiterplatte.

2.Struktur der gedruckten Pappe

(1) Größe der Leiterplatte;

(2) Bedruckte Pappen.

3.Installation Methode der gedruckten Platte

(1) Installationsmethode (wie vertikale Installation, horizontale Installation);

(2) die Dichtungszustand und der Abstand von der Schale.

4.Thermische Strahlung

(1) Strahlungskoeffizienten der Leiterplattenoberfläche;

(2) Temperaturunterschied zwischen der Leiterplatte und angrenzenden Oberflächen und deren absolute Temperatur;

5.Wärmeleitung

(1) Einbau des Heizkörpers;

(2) Leitung anderer verbauter Bauteile.

6.Wärmekonvektion

(1) natürliche Konvektion;

(2) Erzwungene Kühlkonvektion.

Die Analyse der oben genannten Faktoren von PCB ist eine effektive Möglichkeit, den Temperaturanstieg der Leiterplatte zu lösen, oft in einem Produkt und System sind diese Faktoren miteinander verknüpft und abhängig, die meisten Faktoren sollten entsprechend der tatsächlichen Situation analysiert werden. Nur für eine bestimmte Ist-Situation kann der Temperaturanstieg und der Stromverbrauch und andere Parameter korrekt berechnet oder geschätzt werden.

2, Der Wärmeableitungsmodus der Leiterplatte

1.High Heizgerät mit Kühlkörper und Wärmeleitungsplatte

Wenn sich einige Komponenten in der Leiterplatte mit hoher Hitze (weniger als 3) befinden, kann ein Kühlkörper oder ein Wärmeleitungsrohr zum Heizgerät hinzugefügt werden. Wenn die Temperatur nicht gesenkt werden kann, kann ein Kühlkörper mit einem Ventilator verwendet werden, um den Wärmeableitungseffekt zu verstärken. Wenn die Anzahl der Heizgeräte groß ist (mehr als 3), kann ein großer Kühlkörper (Platte) verwendet werden. Es ist ein spezieller Heizkörper, der entsprechend der Position und Höhe des Heizgeräts auf der Leiterplatte oder eines großen flachen Heizkörpers angepasst wird, um verschiedene Bauteilhöhenpositionen auszuschneiden. Die Wärmeableitungsabdeckung ist auf der Bauteiloberfläche als Ganzes gebeugt, und die Wärmeableitung ist mit jeder Komponente in Kontakt. Der Wärmeableitungseffekt ist jedoch wegen der schlechten Konsistenz der Komponenten nicht gut. Ein weiches thermisches Phasenwechselpad wird normalerweise der Oberfläche des Bauteils hinzugefügt, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern.

2.Wärmeableitung durch die Leiterplatte

Derzeit sind Leiterplattenplatten weit verbreitet kupferbeschichtetes/Epoxidglasgewebe oder Phenolharzglasgewebe und eine kleine Menge papierbeschichteter Kupferplatte. Obwohl diese Substrate ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften haben, weisen sie eine schlechte Wärmeableitung auf. Als Weg der Wärmeableitung für hocherhitzende Bauteile ist kaum zu erwarten, dass Wärme durch das RESIN der Leiterplatte selbst übertragen wird, sondern Wärmeableitung von der Oberfläche der Bauteile an die Umgebungsluft. Da elektronische Produkte jedoch in die Ära der Komponentenminiaturisierung, der Installation mit hoher Dichte und der hohen thermischen Montage eingetreten sind, reicht es nicht aus, Wärme nur über die Oberfläche von Bauteilen mit einer sehr kleinen Oberfläche abzuleiten. Gleichzeitig wird aufgrund des umfangreichen Einsatzes von Aufputzkomponenten wie QFP und BGA eine große Menge an Wärme, die von Komponenten erzeugt wird, auf die Leiterplatte übertragen. Daher besteht der beste Weg, das Wärmeableitungsproblem zu lösen, darin, die Wärmeableitungskapazität der Leiterplatte direkt in Kontakt mit dem Heizelement zu verbessern und sie durch die Leiterplatte zu leiten oder auszustrahlen.

3.Adopt vernünftiges Verdrahtungsdesign, um Wärmeableitung zu erreichen

Da das Harz im Blatt eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat und Kupferfolienlinien und -löcher gute Wärmeleiter sind, sind die Verbesserung der Restrate der Kupferfolie und die Erhöhung der Wärmeleitungslöcher die Hauptmittel der Wärmeableitung.

Um die Wärmeableitungskapazität von PCB zu bewerten, ist es notwendig, den äquivalenten Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten (neun eq) des Isoliersubstrats für PCB zu berechnen, das aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit besteht.

4.Für Geräte, die durch freie Konvektionsluft gekühlt werden, ist es am besten, integrierte Schaltkreise (oder andere Geräte) entweder in Längs- oder Querlängen anzuordnen.

5.Die Geräte auf derselben Leiterplatte sollten so weit wie möglich entsprechend ihrem Heizwert und Grad der Wärmeableitung angeordnet sein. Die Geräte mit niedrigem Heizwert oder schlechter Wärmebeständigkeit (wie Kleinsignaltransistoren, kleine integrierte Schaltkreise, Elektrolytkondensatoren usw.) sollten oben am Kühlluftstrom (Eingang) platziert werden. Geräte mit hohem Heizwert oder guter Hitzebeständigkeit (z.B. Leistungstransistoren, großflächige integrierte Schaltkreise etc.) werden am Ende des Kühlluftstroms platziert.

6.in horizontaler Richtung sollten die Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Kante der Leiterplatte angeordnet werden, um den Wärmeübertragungsweg zu verkürzen; In vertikaler Richtung sind Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Leiterplatte angeordnet, um den Einfluss dieser Geräte auf die Temperatur anderer Geräte zu reduzieren, wenn sie arbeiten.

7.Das temperaturempfindliche Gerät wird am besten im niedrigsten Temperaturbereich (wie der Boden der Ausrüstung) platziert, setzen Sie es nicht auf das Heizgerät ist direkt darüber, mehrere Geräte sind am besten gestaffelte Anordnung auf der horizontalen Ebene.

8.Die Wärmeableitung der Leiterplatte in der Ausrüstung hängt hauptsächlich vom Luftstrom ab, so dass der Luftstrompfad im Design studiert werden sollte, und das Gerät oder die Leiterplatte sollte angemessen konfiguriert werden. Der Luftstrom tendiert immer dort zu fließen, wo der Widerstand gering ist. Vermeiden Sie daher bei der Konfiguration von Geräten auf Leiterplatten großen Luftraum in einem bestimmten Bereich. Die Konfiguration mehrerer Leiterplatten in der gesamten Maschine sollte auf das gleiche Problem achten.

9.Vermeiden Sie die Konzentration von Hot Spots auf Leiterplatte, verteilen Sie Energie gleichmäßig auf Leiterplatte so weit wie möglich und halten Sie die Leistung der Leiterplattenoberflächentemperatur gleichmäßig und konsistent. Es ist oft schwierig, eine strenge gleichmäßige Verteilung im Designprozess zu erreichen, aber es ist notwendig, Bereiche mit einer zu hohen Leistungsdichte zu vermeiden, um den normalen Betrieb des gesamten Schaltkreises nicht zu beeinträchtigen. Wenn möglich, ist es notwendig, die thermische Leistung der gedruckten Schaltung zu analysieren. Zum Beispiel kann das Softwaremodul zur Analyse des thermischen Leistungsindexes, das in einigen professionellen PCB-Design-Software hinzugefügt wird, Designern helfen, Schaltungsdesign zu optimieren.

10.Platzieren Sie die Geräte mit dem höchsten Stromverbrauch und Wärmeableitung in der Nähe der besten Position für Wärmeableitung. Legen Sie keine heißen Komponenten in die Ecken und Kanten der Leiterplatte es sei denn, in der Nähe befindet sich eine Kühlvorrichtung. Bei der Auslegung des Leistungswiderstands so groß wie möglich, ein größeres Gerät zu wählen, und bei der Einstellung des Leiterplattenlayouts, so dass genügend Platz für Wärmeableitung vorhanden ist.