Leiterplatte Blog - Über die Kühlleistung der Leiterplatte

Für elektronische Geräte, eine bestimmte Menge an Wärme wird während des Betriebs erzeugt, so dass die Innentemperatur des Geräts schnell ansteigt. Wenn die Wärme nicht rechtzeitig abgeführt wird, das Gerät erwärmt sich weiter, und das Gerät wird aufgrund von Überhitzung ausfallen. Leistung sinkt. Daher, Es ist sehr wichtig, eine gute Wärmeableitungsbehandlung für die Leiterplatte. Die Wärmeableitung der Leiterplatte ist eine sehr wichtige Verbindung, Also, was sind die Wärmeableitungsfähigkeiten der Leiterplatte, Lass uns gemeinsam darüber reden..

1. Wärmeableitung durch die Leiterplatte selbst Die derzeit weit verbreiteten Leiterplattenblätter sind kupferplattierte/epoxidglastuchsubstrate oder Phenolharzglastuchsubstrate sowie eine kleine Menge papierbasierter kupferplattierter Blätter. Obwohl diese Substrate ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften haben, weisen sie eine schlechte Wärmeableitung auf. Als Wärmeableitungspfad für hocherhitzende Bauteile ist es fast unmöglich zu erwarten, dass Wärme vom Harz der Leiterplatte selbst geleitet wird, aber Wärme von der Oberfläche des Bauteils an die Umgebungsluft abzuleiten. Da elektronische Produkte jedoch in die Ära der Miniaturisierung von Komponenten, der Installation mit hoher Dichte und der Montage mit hoher Wärmeerzeugung eingetreten sind, reicht es nicht aus, sich auf die Oberfläche von Komponenten mit sehr kleiner Oberfläche zu verlassen, um Wärme abzuleiten. Gleichzeitig wird die von den Komponenten erzeugte Wärme aufgrund des großflächigen Einsatzes von Aufputzkomponenten wie QFP und BGA in großer Menge auf die Leiterplatte übertragen. Daher besteht der beste Weg, die Wärmeableitung zu lösen, darin, die Wärmeableitungskapazität der Leiterplatte selbst zu verbessern, die in direktem Kontakt mit dem Heizelement steht. führen oder ausstrahlen. Fügen Sie wärmeableitende Kupferfolie hinzu und verwenden Sie großflächige Erdungskupferfolien-Thermovias für die Stromversorgung und setzen Sie Kupfer auf der Rückseite des IC frei, um den thermischen Widerstand zwischen der Kupferhaut und der Luft zu verringern.

1) Die thermisch empfindlichen Geräte werden im kalten Luftbereich platziert.

2) Das Temperaturerfassungsgerät wird in der heißesten Position platziert.

3) Die Geräte auf derselben Leiterplatte sollten so weit wie möglich nach ihrem Heizwert und Grad der Wärmeableitung angeordnet sein. Geräte mit niedrigem Heizwert oder schlechter Hitzebeständigkeit (z.B. Kleinsignaltransistoren, kleine integrierte Schaltkreise, Elektrolytkondensatoren usw.) Der oberste Durchfluss des Kühlluftstroms (am Einlass), Die Geräte mit hoher Wärmeerzeugung oder guter Wärmebeständigkeit (z.B. Leistungstransistoren, großflächige integrierte Schaltkreise usw.) befinden sich am Ende des Kühlluftstroms.

4) In horizontaler Richtung sind die Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Kante der Leiterplatte angeordnet, um den Wärmeübertragungsweg zu verkürzen; In vertikaler Richtung sind die Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Oberseite der Leiterplatte angeordnet, um die Temperatur anderer Geräte zu senken, wenn diese Geräte arbeiten. Aufprall.

5) 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. Wenn Luft strömt, neigt sie immer dazu, dort zu fließen, wo der Widerstand klein ist. Daher ist es bei der Konfiguration von Komponenten auf einer Leiterplatte notwendig, einen großen Luftraum in einem bestimmten Bereich zu vermeiden. Die Konfiguration mehrerer Leiterplatten in der gesamten Maschine sollte auch auf das gleiche Problem achten.

6) Geräte, die temperaturempfindlich sind, werden am besten in dem Bereich mit der niedrigsten Temperatur (wie der Unterseite des Geräts) platziert. Stellen Sie es niemals direkt über das Wärmeerzeugungsgerät. Mehrere Geräte sind am besten auf einer horizontalen Ebene versetzt.

7) Ordnen Sie die Geräte mit dem höchsten Stromverbrauch und der Wärmeerzeugung in der Nähe der besten Wärmeableitungsposition an. Platzieren Sie keine Hochhitzekomponenten an den Ecken und Kanten der Leiterplatte, es sei denn, ein Kühlkörper ist in der Nähe angeordnet. Wenn Sie den Leistungswiderstand entwerfen, wählen Sie ein größeres Gerät so viel wie möglich, und passen Sie das Layout der Leiterplatte so an, dass genügend Platz für die Wärmeableitung vorhanden ist.

2. Fügen Sie Heizkörper und wärmeleitende Platten zu Geräten mit hoher Wärmeerzeugung hinzu. Wenn sich einige Geräte in der Leiterplatte befinden, die mehr Wärme erzeugen (weniger als 3), können Heizkörper oder wärmeleitende Rohre zu den wärmeerzeugenden Geräten hinzugefügt werden. Wenn die Temperatur nicht gesenkt werden kann, kann ein Heizkörper mit einem Ventilator verwendet werden, um den Kühleffekt zu verstärken. Wenn die Anzahl der Heizgeräte groß ist (mehr als 3), kann eine große Wärmeableitungsabdeckung (Platine) verwendet werden, die ein spezieller Heizkörper ist, der entsprechend der Position und Höhe des Heizgeräts auf der Leiterplatte oder einem großen flachen Heizkörper angepasst wird. Schneiden Sie die hohen und niedrigen Positionen verschiedener Komponenten aus. Befestigen Sie die Wärmeableitungsabdeckung auf der Bauteiloberfläche als Ganzes und treten Sie mit jeder Komponente in Kontakt, um Wärme abzuleiten. Der Wärmeableitungseffekt ist jedoch aufgrund der schlechten Konsistenz der Komponenten während der Montage und des Schweißens nicht gut. Normalerweise wird der Bauteiloberfläche ein weiches thermisches Phasenwechsel-Thermopad hinzugefügt, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern.

3. Für Geräte, die durch freie Konvektionsluft gekühlt werden, ist es am besten, die integrierten Schaltkreise (oder andere Geräte) vertikal oder horizontal anzuordnen.

4. Verwenden Sie angemessenes Routing Design, um Wärmeableitung zu erreichen. Da das Harz in der Platte eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat und Kupferfolienlinien und -löcher gute Wärmeleiter sind, sind die Verbesserung der Restrate der Kupferfolie und die Erhöhung der thermischen Löcher die Hauptmittel der Wärmeableitung. Um die Wärmeableitungsfähigkeit der Leiterplatte zu bewerten, ist es notwendig, die äquivalente Wärmeleitfähigkeit des Isoliersubstrats für Leiterplatte zu berechnen, ein Verbundmaterial, das aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit besteht. Der oberste Strom (am Einlass), die Geräte mit hoher Wärmeerzeugung oder guter Wärmebeständigkeit (wie Leistungstransistoren, großflächige integrierte Schaltkreise, etc.) werden am weitesten nach dem Kühlluftstrom platziert.

5. In horizontaler Richtung sind die Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Kante der Leiterplatte angeordnet, um den Wärmeübertragungsweg zu verkürzen; In vertikaler Richtung sind die Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Oberseite der Leiterplatte angeordnet, um die Temperatur anderer Geräte zu senken, wenn diese Geräte arbeiten. Aufprall.

6. 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. Wenn Luft strömt, neigt sie immer dazu, dort zu fließen, wo der Widerstand klein ist. Daher ist es bei der Konfiguration von Komponenten auf einer Leiterplatte notwendig, einen großen Luftraum in einem bestimmten Bereich zu vermeiden. Die Konfiguration mehrerer Leiterplatten in der gesamten Maschine sollte auch auf das gleiche Problem achten.

7. Geräte, die temperaturempfindlich sind, werden am besten in dem Bereich mit der niedrigsten Temperatur platziert (z. B. am Boden des Geräts). Stellen Sie es niemals direkt über das Wärmeerzeugungsgerät. Mehrere Geräte sind am besten auf einer horizontalen Ebene versetzt.

8. Platzieren Sie die Geräte, die die meiste Energie verbrauchen und die meiste Wärme in der Nähe der besten Wärmeableitungsorte erzeugen. Platzieren Sie keine Hochhitzekomponenten an den Ecken und Kanten der Leiterplatte, es sei denn, ein Kühlkörper ist in der Nähe angeordnet. Wenn Sie den Leistungswiderstand entwerfen, wählen Sie ein größeres Gerät so viel wie möglich, und passen Sie das Layout der Leiterplatte so an, dass genügend Platz für die Wärmeableitung vorhanden ist.

9. Vermeiden Sie die Konzentration von Hot Spots auf der Leiterplatte, Verteilen Sie die Leistung möglichst gleichmäßig auf der Leiterplatte, und halten Sie die Temperaturleistung der Leiterplattenoberfläche gleichmäßig und konsistent. Es ist oft schwierig, eine strenge einheitliche Verteilung im Designprozess zu erreichen, aber es ist notwendig, Bereiche mit zu hoher Leistungsdichte zu vermeiden, um Hot Spots zu vermeiden, die den normalen Betrieb des gesamten Stromkreises beeinträchtigen. Wenn möglich, Es ist notwendig, die thermische Effizienz von Leiterplatten zu analysieren. Zum Beispiel, das Softwaremodul zur Analyse des thermischen Wirkungsgrades, das in einigen professionellen Leiterplattenband Design-Software kann Designern helfen, Schaltungsdesign zu optimieren.