Leiterplattentechnisch - Drei wichtige Maßnahmen zur Verbesserung der thermischen Zuverlässigkeit von Leiterplatten

Drei wichtige Maßnahmen zur Verbesserung der thermischen Zuverlässigkeit von Druckplatten

Schnelle Bereitstellung, fachliche und rechtliche technische Entwicklung, Produktentwicklung und technische Hilfsleistungen für verschiedene elektronische Unternehmen, Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen. Zhilian Technology entwickelt sich weiter und innoviert. Basierend auf den Grundkenntnissen des thermischen Designs, Auswahl der Wärmeableitungsmethoden, Technische Maßnahmen zur thermischen Auslegung und thermischen Analyse in PCB-Design werden diskutiert. Es wird vorgeschlagen, dass thermische Analyse und thermische Auslegung drei wichtige Maßnahmen zur Verbesserung der thermischen Zuverlässigkeit von Druckplatten.

1. The importance of thermal design

In addition to useful work, Der größte Teil der elektrischen Energie, die elektronische Geräte während des Betriebs verbrauchen, wird in Wärme umgewandelt und abgeführt. Die von den elektronischen Geräten erzeugte Wärme bewirkt, dass die Innentemperatur schnell ansteigt. Wenn die Wärme nicht rechtzeitig abgeführt wird, die Ausrüstung wird sich weiter aufheizen, Das Gerät schlägt aufgrund von Überhitzung fehl, und die Zuverlässigkeit der elektronischen Ausrüstung wird abnehmen.

SMT erhöht die Installationsdichte von elektronischen Geräten, reduziert den effektiven Wärmeableitungsbereich, und der Temperaturanstieg der Ausrüstung beeinträchtigt ernsthaft die Zuverlässigkeit. Daher, die Forschung auf dem thermischen Design ist sehr wichtig.
2. Analyse der Temperaturanstiegsfaktoren von gedruckten Leiterplatten

Die direkte Ursache für den Temperaturanstieg der Leiterplatte ist auf das Vorhandensein von Stromverbrauchsgeräten in der Schaltung zurückzuführen, und die elektronischen Geräte haben alle Stromverbrauch in unterschiedlichem Maße, und die Heizintensität variiert mit der Größe des Stromverbrauchs.
Zwei Phänomene des Temperaturanstiegs in Druckplatten:
(1) Local temperature rise or large area temperature rise;
(2) Short-term temperature rise or long-term temperature rise.
Bei der Analyse des thermischen Stromverbrauchs von Leiterplatten, Es wird im Allgemeinen aus folgenden Aspekten analysiert.
2.1 Electrical power consumption
(1) Analyze the power consumption per unit area;
(2) Analyze the distribution of power consumption on the PCB.
2.2 The structure of the printed board
(1) The size of the printed board;
(2) The material of the printed board.
2.3 The installation method of the printed board
(1) Installation method (wie vertical installation, horizontal installation);
(2) The sealing condition and the distance from the case.
2.4 Thermal radiation
(1) The emissivity of the printed board surface;
(2) The temperature difference between the printed board and adjacent surfaces and their absolute temperature;
2.5 Heat conduction
(1) Install the radiator;
(2) Conduction of other installation structural parts.
2.6 Thermal convection
(1) Natural convection;
(2) Forced cooling convection.

Die Analyse der oben genannten Faktoren von der Leiterplatte ist eine effektive Möglichkeit, den Temperaturanstieg der Leiterplatte zu lösen. Diese Faktoren sind in einem Produkt und System oft miteinander verbunden und voneinander abhängig. Die meisten Faktoren sollten entsprechend der tatsächlichen Situation analysiert werden, Die tatsächliche Situation kann die Parameter wie Temperaturanstieg und Stromverbrauch genauer berechnen oder schätzen.
3. Thermal design principles
3.1 Material selection
(1) The temperature rise of the conductors of the printed board due to the passing current plus the specified ambient temperature should not exceed 125 degree Celsius (commonly used typical value. It may be different depending on the selected board). Da die auf der Leiterplatte verbauten Bauteile auch etwas Wärme abgeben, die die Betriebstemperatur beeinflusst, Diese Faktoren sollten bei der Materialauswahl und beim Design der Leiterplatte berücksichtigt werden. Die Hotspot-Temperatur sollte 125 Grad Celsius nicht überschreiten. Wählen Sie dickeres Kupfer so viel wie möglich plattiert.
(2) In special cases, auf Aluminiumbasis, auf keramischer Basis, und andere Platten mit niedrigem Wärmewiderstand können ausgewählt werden.
(3) Adopting multi-layer board structure helps Thermodesign für Leiterplatten.
3.2 Ensure that the heat dissipation channel is unblocked
(1) Make full use of the components layout, Kupferhaut, Fensteröffnung und Wärmeableitungslöcher, um einen vernünftigen und effektiven Kanal mit niedrigem Wärmewiderstand zu etablieren, um sicherzustellen, dass die Wärme reibungslos an die PCB.

(2) Setting of heat dissipation through holes
Designing some heat dissipation through holes and blind holes can effectively increase the heat dissipation area and reduce the thermal resistance, und verbessern Sie die Leistungsdichte der Leiterplatte. Zum Beispiel, Ein Durchgangsloch ist auf dem Pad des LCCC-Geräts eingerichtet. Löt füllt es im Schaltkreis Produktionsprozess, um die Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen. Die während des Schaltungsbetriebs erzeugte Wärme kann schnell auf die Metallwärmeableitungsschicht oder das Kupferpad auf der Rückseite durch die Durchgangslöcher oder Sacklöcher übertragen werden, die abgeführt werden sollen. In einigen spezifischen Fällen, Eine Leiterplatte mit einer Wärmeableitungsschicht ist speziell entworfen und verwendet. Das Wärmeableitungsmaterial ist im Allgemeinen Kupfer/Molybdän und andere Stoffe, such as Druckplatten Verwendung bei einigen Modulnetzteilen.

(3) Use of thermally conductive materials
In order to reduce the thermal resistance of the heat conduction process, Ein wärmeleitendes Material wird auf der Kontaktfläche zwischen der Vorrichtung mit hohem Stromverbrauch und dem Substrat verwendet, um die Wärmeleitungseffizienz zu verbessern.