Leiterplattentechnisch - PCB Wärmeableitung Design Fähigkeiten des PCB Designs

Die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte wird abnehmen, und sogar elektronische Geräte werden aufgrund von Überhitzung des Geräts ausfallen. Daher ist es sehr wichtig, die Wärmeableitungsdesignverarbeitung auf der Leiterplatte durchzuführen.

Die Leiterplatte, das ist, die Leiterplatte, basiert auf dem Schaltplan der Schaltung und realisiert die vom Schaltungsdesigner benötigten Funktionen. Leiterplattendesign beinhaltet Layout Design, welche verschiedene Faktoren wie die Anordnung externer Anschlüsse berücksichtigen muss, das optimierte Layout interner elektronischer Komponenten, die optimierte Anordnung von Metallverbindungen und Durchgangsbohrungen, elektromagnetischer Schutz, und Wärmeableitung.

PCB-Temperatur Analyse des Anstiegsfaktors

Die direkte Ursache für den Temperaturanstieg der Leiterplatte ist auf das Vorhandensein von Stromverbrauchsgeräten der Schaltung zurückzuführen. Elektronische Geräte haben alle einen unterschiedlichen Stromverbrauch, und die Heizintensität variiert mit der Größe des Stromverbrauchs.

Zwei Phänomene des Temperaturanstiegs in Leiterplatten:

(1) Lokaler Temperaturanstieg oder großer Temperaturanstieg

(2) Kurzfristiger Temperaturanstieg oder langfristiger Temperaturanstieg

Möglichkeiten, den Temperaturanstieg von Leiterplatten zu verbessern, müssen in vielen Aspekten berücksichtigt werden, da diese Faktoren häufig in einem Produkt und System zusammenhängen und abhängig sind. Die meisten Faktoren sollten entsprechend der tatsächlichen Situation analysiert werden. Die tatsächliche Situation kann Parameter wie Temperaturanstieg und Stromverbrauch genauer berechnen oder abschätzen.

Verfahren zur Wärmeableitung von Leiterplatten

Daher werden bei der Analyse und Auslegung des thermischen Stromverbrauchs der Leiterplatte im Allgemeinen die folgenden Aspekte verwendet, um das PCB-Wärmeableitungsverfahren zu lösen und das Design zu optimieren.

1. Hohe Wärme erzeugende Vorrichtung plus Heizkörper, Wärmeleitungsplatte (Rohr)

Wenn eine kleine Anzahl von Komponenten in der Leiterplatte eine große Menge an Wärme erzeugt (weniger als 3), kann ein Kühlkörper oder ein Wärmerohr zum Heizgerät hinzugefügt werden. Wenn die Temperatur nicht gesenkt werden kann, kann ein Kühlkörper mit einem Ventilator verwendet werden, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern. Wenn die Anzahl der Heizgeräte groß ist (mehr als 3), kann ein großer Kühlkörper (Rohr) verwendet werden, der ein spezieller Heizkörper ist, der entsprechend der Position und Höhe des Heizgeräts auf der Leiterplatte oder einem großen flachen Heizkörper angepasst ist. Die Wärmeableitungsabdeckung ist auf der Oberfläche der Komponente integral geknickt, und sie steht in Kontakt mit jeder Komponente, um Wärme abzuleiten. Der Wärmeableitungseffekt ist jedoch aufgrund der schlechten Konsistenz der Höhe während der Montage und des Schweißens von Komponenten nicht gut. In den letzten Jahren werden weiche thermische Phasenwechsel-Wärmepads auf der Oberfläche einiger Hochwärmekomponenten hinzugefügt, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern.

2. Wärmeableitung durch die Leiterplatte selbst

Derzeit sind die weit verbreiteten Leiterplatten kupferplattierte/epoxidglastuchsubstrate oder Phenolharzglastuchsubstrate, und eine kleine Menge papierbasierter kupferplattierter Platten wird verwendet.

Obwohl diese Substrate ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften haben, weisen sie eine schlechte Wärmeableitung auf. Als Wärmeableitungspfad für hocherhitzende Komponenten ist es fast unmöglich zu erwarten, dass Wärme vom Harz der Leiterplatte selbst Wärme leitet, aber Wärme von der Oberfläche des Bauteils an die Umgebungsluft ableitet. Da elektronische Produkte jedoch in die Ära der Miniaturisierung von Komponenten, der Montage mit hoher Dichte und der Montage mit hoher Erwärmung eingetreten sind,

Es reicht nicht aus, sich auf die Oberfläche eines Bauteils mit einer sehr kleinen Oberfläche zu verlassen, um Wärme abzuleiten. Gleichzeitig wird aufgrund des umfangreichen Einsatzes von Oberflächenmontagekomponenten wie QFP und BGA eine große Menge an Wärme, die von den Komponenten erzeugt wird, auf die Leiterplatte übertragen. Daher ist der beste Weg, das Problem der Wärmeableitung zu lösen, die Wärmeableitungskapazität der Leiterplatte selbst zu verbessern, die in direktem Kontakt mit dem Heizelement steht, durch die Leiterplatte. Zu übertragen oder auszustrahlen.

3. Verwenden Sie angemessenes Verdrahtungsdesign, um Wärmeableitung zu erreichen

Da das Harz in der Platte eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat und die Kupferfolienlinien und -löcher gute Wärmeleiter sind, sind die Erhöhung der Restrate der Kupferfolie und die Erhöhung der thermisch leitenden Löcher die Hauptmittel der Wärmeableitung. Um die Wärmeableitungskapazität einer Leiterplatte zu testen und zu bewerten, ist es notwendig, die äquivalente Wärmeleitfähigkeit eines Verbundmaterials zu berechnen, das aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit besteht – einem isolierenden Substrat für Leiterplatte.

4. Angemessene und gleichmäßige Verteilung der Wärmequellen

Die Bauteile auf derselben Leiterplatte sollten so weit wie möglich nach ihrem Heizwert und Grad der Wärmeableitung angeordnet sein. Geräte mit niedrigem Heizwert oder schlechter Wärmebeständigkeit (wie kleine Signaltransistoren, kleine integrierte Schaltkreise, Elektrolytkondensatoren usw.) sollten in den Kühlluftstrom gestellt werden. Der oberste Durchfluss (am Eingang), die Geräte mit großer Wärme- oder Wärmebeständigkeit (wie Leistungstransistoren, großflächige integrierte Schaltkreise usw.) sind am weitesten dem Kühlluftstrom nachgelagert. Vermeiden Sie die Konzentration von Hot Spots auf der Leiterplatte, verteilen Sie Komponenten mit gleicher Leistung so weit wie möglich gleichmäßig auf der Leiterplatte und halten Sie die Oberflächentemperaturleistung der Leiterplatte gleichmäßig und konstant.

5. Verwenden Sie wärmeleitende Materialien, um den thermischen Widerstand zu reduzieren

Geräte mit hoher Wärmeableitung sollten den thermischen Widerstand zwischen ihnen minimieren, wenn sie mit dem Substrat verbunden sind. Um die thermischen Eigenschaften Anforderungen besser zu erfüllen, können einige wärmeleitende Materialien (wie eine Schicht aus thermisch leitfähigem Kieselgel) auf der unteren Oberfläche des Chips verwendet werden, und eine bestimmte Kontaktfläche kann aufrechterhalten werden, damit das Gerät Wärme ableitet.

6. Die Verbindung zwischen dem Gerät und dem Substrat

(1) Minimieren Sie die Bleilänge des Gerätes

(2) Bei der Auswahl von Hochleistungsgeräten sollte die Wärmeleitfähigkeit des Bleimaterials berücksichtigt werden. Wenn möglich, versuchen Sie, den größten Querschnitt der Leitung zu wählen

(3) Wählen Sie ein Gerät mit mehr Pins

7. Auswahl der Verpackungsmaterialien für Geräte

(1) When considering Leiterplattentherma l Design, Achten Sie auf die Packungsbeschreibung des Gerätes und seine Wärmeleitfähigkeit

(2) Erwägen Sie die Bereitstellung eines guten Wärmeleitweges zwischen dem Substrat und dem Gerätepaket

(3) Lufttrennwände sollten im Wärmeleitungspfad vermieden werden. Ist dies der Fall, können wärmeleitende Materialien zur Befüllung verwendet werden.