Tecnología de PCB - ¿¿ cuál es la forma de enfriar la placa de circuito?

1. dispositivos de alta temperatura con radiadores y placas térmicas

Cuando varios componentes del PCB tienen un alto calor (menos de 3), se puede agregar un disipador de calor o un tubo térmico al dispositivo de calentamiento. Cuando la temperatura no se puede bajar, se puede utilizar un disipador de calor con ventilador para mejorar el efecto de disipación de calor. Cuando el número de dispositivos de calefacción es grande (más de 3), se pueden utilizar grandes radiadores (placas). Se trata de un disipador de calor especial personalizado en función de la posición del dispositivo de calefacción en la placa de PCB y la altura, o de un gran disipador de calor plano para cortar diferentes posiciones de altura de los componentes. La cubierta de disipación de calor se abrocha en su conjunto en la superficie de los componentes, y la disipación de calor entra en contacto con cada componente. Sin embargo, debido a la mala consistencia de los componentes, el efecto de disipación de calor no es bueno. Para mejorar el efecto de disipación de calor, generalmente se agregan almohadillas de cambio de fase térmica blandas a la superficie del elemento.

2. disipación de calor a través de la placa de PCB

En la actualidad, las placas de PCB ampliamente utilizadas son láminas de vidrio recubiertas de cobre / epoxidado o láminas de vidrio de resina de formaldehído, así como una pequeña cantidad de láminas de cobre recubiertas de papel. Aunque estos sustratos tienen excelentes propiedades eléctricas y propiedades de procesamiento, su disipación de calor es pobre. Como método de disipación de calor de los componentes de alto calor, es difícil esperar que el calor se transmita a través de la resina del propio pcb, sino que se disipa de la superficie de los componentes al aire circundante. Sin embargo, a medida que los productos electrónicos entran en la era de la miniaturización de componentes, la instalación de alta densidad y el montaje de alta temperatura, no es suficiente confiar únicamente en la disipación de calor de la superficie de los componentes con una superficie muy pequeña. Al mismo tiempo, debido al uso generalizado de componentes de montaje de superficie como qfps y bga, una gran cantidad de calor generado por los componentes se transmite a las placas de pcb. Por lo tanto, la mejor manera de resolver el problema de disipación de calor es mejorar la capacidad de disipación de calor del PCB en contacto directo con el elemento de calefacción y transmitirlo o emitirlo a través de la placa de pcb.

3. adoptar un diseño de cableado razonable para lograr la disipación de calor

Debido a la mala conductividad térmica de la resina en la hoja, mientras que los cables y agujeros de cobre son buenos conductores eléctricos, el aumento de la tasa residual de la lámina de cobre y el aumento de los agujeros de conducción térmica son los principales medios de disipación de calor.

Para evaluar la capacidad de disipación de calor del pcb, es necesario calcular la conductividad térmica equivalente (nine eq) del sustrato aislado del pcb, que consta de varios materiales con diferentes conductividad térmica.

4. para los equipos enfriados por aire de convección libre, es mejor colocar los circuitos integrados (u otros equipos) longitudinalmente o horizontalmente.

5. el equipo en la misma placa de impresión debe organizarse en la medida de lo posible en función de su valor calórico y grado de disipación de calor. Los equipos con bajo valor calórico o poca resistencia al calor (como pequeños Transistor de señal, pequeños circuitos integrados, condensadores electroliticos, etc.) deben colocarse en la parte superior del flujo de aire de refrigeración (entrada). Los dispositivos con alto valor calórico o buena resistencia al calor (como los Transistor de potencia, los grandes circuitos integrados, etc.) se colocan en la parte más baja del flujo de aire de enfriamiento.

6. en dirección horizontal, los dispositivos de alta potencia deben estar lo más cerca posible del borde de la placa de impresión para acortar la ruta de transmisión de calor; En dirección vertical, los dispositivos de alta potencia están dispuestos lo más cerca posible de la placa de impresión para reducir el impacto de estos dispositivos en la temperatura de otros dispositivos cuando funcionan.

7. es mejor colocar el dispositivo sensible a la temperatura en una zona de temperatura mínima (como en la parte inferior del equipo) y no colocarlo directamente por encima del dispositivo de calentamiento, y es mejor escalonar varios dispositivos en un plano horizontal.

8. la disipación de calor de la placa de circuito impreso en el equipo depende principalmente del flujo de aire, por lo que la ruta del flujo de aire debe estudiarse en el diseño y el equipo o la placa de circuito impreso deben configurarse razonablemente. El flujo de aire siempre tiende a fluir donde la resistencia es menor, por lo que al configurar el equipo en la placa de circuito impreso, evite tener un mayor espacio aéreo en una determinada área. Se debe prestar atención al mismo problema en la configuración de varias placas de circuito impreso en toda la máquina.

9. evite que los puntos calientes se concentren en los pcb, distribuya la fuente de alimentación uniformemente en la placa de PCB tanto como sea posible y mantenga el rendimiento de temperatura de la superficie de los PCB uniforme y consistente. A menudo es difícil lograr una distribución estricta y uniforme durante el diseño, pero es necesario evitar áreas con alta densidad de potencia para no afectar el funcionamiento normal de todo el circuito. Si es posible, es necesario analizar las propiedades térmicas de los circuitos impresos. Por ejemplo, los módulos de software de análisis de indicadores de rendimiento térmico añadidos a algunos programas informáticos profesionales de diseño de PCB pueden ayudar a los diseñadores a optimizar el diseño del circuito.

10. coloque el equipo con mayor consumo de energía y disipación de calor cerca de la posición óptima de disipación de calor. No coloque el componente térmico en las esquinas y bordes de la placa de impresión a menos que haya un dispositivo de enfriamiento cerca. en el momento del diseño, la resistencia de la fuente de alimentación debe ser lo más grande posible para elegir el dispositivo más grande y ajustar el diseño de la placa de impresión para que tenga suficiente espacio para disipar El calor.

11. los dispositivos de alta disipación de calor deben conectarse al sustrato para minimizar la resistencia térmica entre ellos. Para cumplir mejor los requisitos de las características térmicas, se pueden utilizar algunos materiales conductores de calor (como una capa de silicona térmica) en la parte inferior del CHIP y mantener una cierta superficie de contacto para facilitar la disipación de calor del dispositivo.

12. conexión entre el dispositivo y el sustrato:

(1) acortar la longitud del cable del equipo en la medida de lo posible;

(2) al seleccionar dispositivos de alta potencia, se debe considerar la conductividad térmica del material del cable y seleccionar la sección transversal máxima del cable en la medida de lo posible;

(3) elija un dispositivo con más pines.

13. selección del embalaje del equipo:

(1) al considerar el diseño térmico, se debe prestar atención a la descripción del embalaje del dispositivo y su conductividad térmica;

(2) se debe considerar proporcionar una buena ruta de conducción de calor entre el sustrato y el paquete del dispositivo;

(3) se deben evitar las particiones de aire en las rutas conductoras de calor, si en este caso se puede llenar el material conductor de calor.