Leiterplattentechnisch - Was sind die Kühlmodi der Platine

1. Hohe Heizvorrichtung mit Kühlkörper und Wärmeleitungsplatte

When there are a few components in the PCB with high heat (less than 3), Kühlkörper oder Wärmeleitungsrohr können dem Heizgerät hinzugefügt werden. Wenn die Temperatur nicht gesenkt werden kann, Kühlkörper mit Ventilator kann verwendet werden, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern. When the number of heating devices is large (more than 3), a large heat sink (plate) can be used. Es ist ein spezieller Heizkörper, der entsprechend der Position und Höhe der Heizvorrichtung auf dem Leiterplatte oder ein großer Flachheizkörper zum Ausschneiden unterschiedlicher Bauteilhöhenpositionen. Die Wärmeableitungsabdeckung wird auf der Bauteiloberfläche als Ganzes geknickt, und die Wärmeableitung ist in Kontakt mit jeder Komponente. Allerdings, Der Wärmeableitungseffekt ist wegen der schlechten Konsistenz der Komponenten nicht gut. Weiches thermisches Phasenwechselpad wird normalerweise auf der Oberfläche der Komponente hinzugefügt, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern.

2. Wärmeableitung durch die Leiterplatte

Derzeit sind Leiterplatten, die weit verbreitet sind, 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 sehr kleiner Oberfläche abzuleiten. Gleichzeitig wird aufgrund des umfangreichen Einsatzes von oberflächenmontierten Komponenten wie QFP und BGA eine große Menge an Wärme, die von Komponenten erzeugt wird, auf die Leiterplatte übertragen. Daher ist der beste Weg, das Wärmeableitungsproblem zu lösen, die Wärmeableitungskapazität DER Leiterplatte direkt in Kontakt mit dem Heizelement zu verbessern und sie durch Leiterplatte zu leiten oder auszustrahlen.

3. Nehmen Sie angemessenes Verdrahtungsdesign an, 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 nach ihrem Heizwert und Grad der Wärmeableitung angeordnet sein. Die Geräte mit niedrigem Heizwert oder schlechter Wärmebeständigkeit (wie kleine Signaltransistoren, 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 einen 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 PCB, verteilen Sie Energie gleichmäßig auf PCB-Platine so weit wie möglich und halten Sie die Leistung der PCB-Oberflächentemperatur 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 Bauteile in die Ecken und Kanten der Leiterplatte, es sei denn, es befindet sich ein Kühlgerät in der Nähe. Bei der Gestaltung des Leistungswiderstands so groß wie möglich, um ein größeres Gerät zu wählen, und bei der Anpassung des Leiterplattenlayouts, so dass genügend Platz für die Wärmeableitung vorhanden ist.

11. Geräte mit hoher Wärmeableitung sollten mit dem Substrat verbunden werden, um den thermischen Widerstand zwischen ihnen zu minimieren. Um die Anforderungen an thermische Eigenschaften besser zu erfüllen, können einige Wärmeleitfähigkeitsmaterialien (wie eine Schicht aus Wärmeleitfähigkeitssilicagel) auf der Unterseite des Chips verwendet werden, und eine bestimmte Kontaktfläche kann für die Wärmeableitung des Geräts aufrechterhalten werden.

12. Verbindung zwischen Gerät und Substrat:

(1) die Bleilänge der Vorrichtung so weit wie möglich verkürzen;

(2) Bei der Auswahl von Hochleistungsgeräten sollte die Wärmeleitfähigkeit des Bleimaterials berücksichtigt und der maximale Querschnitt des Bleis so weit wie möglich ausgewählt werden;

(3) Wählen Sie Geräte mit mehr Pins.

13. Auswahl der Geräteverpackung:

(1) Bei der Erwägung des thermischen Designs sollte auf die Packungsbeschreibung des Geräts und seine Wärmeleitfähigkeit geachtet werden;

(2) Es sollte erwogen werden, einen guten Wärmeleitpfad zwischen Substrat und Gerätepaket zu gewährleisten;

(3) Im Wärmeleitungspfad sollte Luftpartition vermeiden, wenn diese Situation mit wärmeleitenden Materialien gefüllt werden kann.