Leiterplattentechnisch - Die wichtigsten drei Ebenen der Leiterplatten-Wärmequelle

Es gibt drei Hauptwärmequellen in der Leiterplatte:

(1) Heizung elektronischer Bauteile;

(2) Die Heizung der Leiterplatte selbst;

(3) Wärme aus anderen Teilen.

Unter den drei Wärmequellen haben elektronische Komponenten den höchsten Heizwert und sind die Hauptwärmequelle, gefolgt von der Wärme, die von der Leiterplatte gebildet wird. Die Außenwärme hängt vom thermischen Gesamtdesign des Systems ab und wird vorerst nicht berücksichtigt. Dann besteht der Zweck des thermischen Designs darin, geeignete Maßnahmen und Methoden auszuwählen, um die Temperatur der elektronischen Komponenten und die Temperatur der Leiterplatte stark zu reduzieren, damit das System normal bei einer geeigneten Temperatur arbeiten kann.

Es kann unter folgenden Aspekten betrachtet werden:

1. Wärmeableitung durch die Leiterplatte sich selbst. Zur Zeit, die weit verbreitete Leiterplattenmaterialien are copper-clad/Epoxidglastuchsubstrate oder Phenolharzglastuchsubstrate, und es gibt auch eine kleine Anzahl von papierbasierten kupferplattierten Platten verwendet. Obwohl diese Art von Substrat ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften hat, es hat schlechte Wärmeableitung. Als Wärmeableitungspfad für hocherhitzende elektronische Bauteile, Es ist grundsätzlich unmöglich zu hoffen, dass die Wärme durch das Harz der Leiterplatte sich selbst, aber von der Oberfläche des elektronischen Bauteils. Wärmeableitung an die Umgebungsluft.

Im Laufe der Zeit sind intelligente elektronische Produkte jedoch in die Ära der Miniaturisierung von Komponenten, der Montage mit hoher Dichte und der Montage mit hoher Erwärmung eingetreten. Es reicht nicht aus, sich auf die Oberfläche elektronischer Bauteile mit einer sehr kleinen Oberfläche zu verlassen, um Wärme abzuleiten. Gleichzeitig wird aufgrund der großen Auswahl an elektronischen Aufputzkomponenten wie QFP und BGA die von elektronischen Komponenten gebildete Wärme in großer Menge auf die Leiterplatte übertragen. Aus diesem Grund ist die am besten geeignete Möglichkeit, die Wärmeableitung zu entlasten, die Leiterplatte zu erhöhen, die in direktem Kontakt mit den Heizelektronikkomponenten steht. Seine eigene Wärmeableitungskapazität wird durch die Leiterplatte geleitet oder emittiert.

2. Hohe wärmeerzeugende elektronische Komponenten plus Heizkörper und Wärmeleitungsbrette. Wenn eine kleine Anzahl von elektronischen Komponenten in der Leiterplatte einen großen Wärmewert hat (weniger als 3), kann ein Kühlkörper oder ein Wärmerohr zu den Heizelektronikkomponenten hinzugefügt werden. Wenn die Temperatur nicht gesenkt werden kann, kann ein Ventilator ausgewählt werden. Heizkörper, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern. Wenn die Menge der Heizelektronik-Komponenten groß ist (mehr als 3), kann eine große Wärmeableitungsabdeckung (Platine) verwendet werden. Es ist ein spezieller Heizkörper, der entsprechend der Position und Höhe der Heizelektronik-Komponenten auf der Leiterplatte angepasst wird oder verschiedene elektronische Komponenten auf einem großen flachen Heizkörper ausschneiden.

Die Wärmeableitungsabdeckung ist integral auf der Oberfläche der elektronischen Komponente geknickt, und es ist in Kontakt mit jeder elektronischen Komponente, um Wärme abzuleiten. Aufgrund der schlechten Konsistenz der Höhe während der Montage und des Schweißens von elektronischen Komponenten ist der Wärmeableitungseffekt jedoch nicht sehr gut. Im Allgemeinen wird ein weiches thermisches Phasenwechsel-Thermopad auf der Oberfläche der elektronischen Komponente hinzugefügt, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern.

3. Wählen Sie ein geeignetes 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 verbleibenden Rate der Kupferfolie und die Erhöhung der Wärmeleitungslöcher die Hauptmittel der Wärmeableitung.

4. Elektronische Komponenten mit hoher Wärmeableitung sollten den thermischen Widerstand zwischen ihnen minimieren, wenn sie mit dem Substrat verbunden sind. Um die Anforderungen an thermische Eigenschaften 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 sollte für elektronische Komponenten beibehalten werden, um Wärme abzuleiten.

5. In horizontaler Richtung sind die Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Kante der Leiterplatte angeordnet, was den Wärmeübertragungsweg verkürzen kann; In vertikaler Richtung sind die Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Oberseite der Leiterplatte angeordnet, was die Arbeit solcher elektronischen Komponenten reduzieren kann. Der Einfluss der Zeit auf die Temperatur anderer elektronischer Komponenten.

6. Die Wärmeableitung der Leiterplatte in der Ausrüstung beruht hauptsächlich auf Luftstrom, so dass der Luftstrompfad während des Entwurfs studiert werden sollte, und das Gerät oder die Leiterplatte sollte angemessen konfiguriert werden. Wenn Luft strömt, neigt sie immer dazu, an Orten mit geringem Widerstand zu strömen. Wenn Sie also Geräte auf einer Leiterplatte konfigurieren, vermeiden Sie, einen großen Luftraum in einem bestimmten Bereich zu verlassen. Die Konfiguration mehrerer Leiterplatten in der gesamten Maschine sollte auch auf das gleiche Problem achten.

7. Geräte, die empfindlicher auf Temperatur sind, werden am besten im Bereich der niedrigsten Temperatur (wie der Unterseite des Geräts) platziert. Stellen Sie es niemals direkt über das Heizgerät. Es ist am besten, mehrere Geräte auf der horizontalen Ebene zu stagnieren.

8. Vermeiden Sie die Konzentration von Hot Spots auf der Leiterplatte, Verteilen Sie die Leistung möglichst gleichmäßig auf der Leiterplatte, und behalten die Oberflächentemperatur der Leiterplatte einheitliche und konsistente Leistung. Es ist oft schwierig, eine strenge gleichmäßige Verteilung während des Entwurfsprozesses zu erreichen, Bereiche mit zu hoher Leistungsdichte müssen vermieden werden, um zu verhindern, dass Hot Spots den normalen Betrieb des gesamten Stromkreises beeinträchtigen.