Tecnología de PCB - Habilidades de disipación de calor de la placa de circuito impreso

Para los dispositivos electrónicos, se produce un cierto calor durante el funcionamiento, lo que hace que la temperatura interna del equipo aumente rápidamente. Si el calor no se disipa a tiempo, el Equipo seguirá calentándose, el equipo fallará debido al sobrecalentamiento y la fiabilidad del equipo electrónico disminuirá.

Por lo tanto, es muy importante calentar bien la placa de circuito. La disipación de calor de la placa de circuito impreso es un eslabón muy importante. ¿¿ cuál es la técnica de disipación de calor de la placa de circuito impreso? Discutamos juntos.

Uno

El calor se emite a través del propio pcb. En la actualidad, las placas de PCB ampliamente utilizadas son sustratos de tela de vidrio recubiertos de cobre / epoxidado o sustratos de tela de vidrio de resina epoxi, y una pequeña cantidad de placas de cobre recubiertas de papel se utilizan.

Aunque estos sustratos tienen excelentes propiedades eléctricas y de procesamiento, su disipación de calor es pobre. Como ruta de disipación de calor de los componentes de alto calor, es casi imposible esperar que la resina del PCB en sí conduzca calor, sino que emita calor de la superficie del componente al aire circundante.

Sin embargo, a medida que los productos electrónicos entran en la era de la miniaturización de los componentes, la instalación de alta densidad y el montaje de alta fiebre, la disipación de calor solo en la superficie de los componentes con una superficie muy pequeña no es suficiente.

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, una buena manera de resolver la 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.

Añadir lámina de cobre disipadora de calor y lámina de cobre con fuente de alimentación de gran área

Agujero caliente

La parte posterior del IC revela cobre para reducir la resistencia térmica entre la lámina de cobre y el aire

Diseño de PCB

El dispositivo de detección térmica se coloca en la zona de aire frío.

Coloque el dispositivo de detección de temperatura en la posición caliente de zui.

Los dispositivos de la misma placa impresa deben organizarse en la medida de lo posible en función de su valor calórico y grado de disipación de calor. Los dispositivos con baja generación de calor o poca resistencia al calor (como pequeños Transistor de señal, pequeños circuitos integrados, condensadores electroliticos, etc.) deben colocarse aguas arriba del flujo de aire de enfriamiento (entrada), y los dispositivos con alta generación de calor o buena resistencia al calor (como Transistor de potencia, grandes circuitos integrados, etc.) deben colocarse aguas abajo del flujo de aire frío.

D. en dirección horizontal, los dispositivos de alta potencia están dispuestos lo más cerca posible del borde de la placa de impresión para acortar la ruta de transferencia de calor; En dirección vertical, los equipos de alta potencia deben estar lo más cerca posible de la parte superior de la placa impresa para reducir el impacto de estos equipos en la temperatura de otros equipos.

E. 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. Cuando el aire fluye, siempre tiende a fluir donde la resistencia es menor, por lo que al configurar el equipo en una placa de circuito impreso, es necesario evitar dejar un espacio aéreo más grande en una determinada Zona. La configuración de varias placas de circuito impreso en toda la máquina también debe prestar atención al mismo problema.

F. el dispositivo sensible a la temperatura Zui debe colocarse en una zona de temperatura más baja (como la parte inferior del equipo). No lo coloque directamente sobre el dispositivo de calentamiento. Varios dispositivos Zui deben escalonarse en el plano horizontal.

G. los dispositivos con Zui de alto consumo de energía y Zui de gran generación de calor están dispuestos cerca de la posición de Zui con buena disipación de calor. A menos que haya un disipador de calor cerca, no coloque el dispositivo de alto calor en las esquinas y los bordes circundantes de la placa de impresión. al diseñar la resistencia de la fuente de alimentación, elija el dispositivo lo más grande posible y permita suficiente espacio de disipación de calor al ajustar el diseño de la placa de impresión.

Recomendaciones para el espaciamiento de los componentes:

Dos

Se han añadido radiadores y placas térmicas a los equipos de alta temperatura. Cuando unos pocos dispositivos en el PCB tienen una mayor capacidad de calentamiento (menos de 3), se pueden agregar radiadores o tubos conductores de calor 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 componentes de calefacción es grande (más de 3), se puede utilizar una tapa de disipación de calor más grande (placa). Se trata de un disipador de calor especial muy personalizado en función de la ubicación de los elementos de calefacción en la placa de PCB y también puede sacar diferentes posiciones altas y bajas de los elementos en grandes radiadores planos.

Toda la tapa de disipación de calor se abrocha en la superficie del elemento y entra en contacto con cada elemento para disipar el calor. Sin embargo, debido a la mala consistencia en el montaje y soldadura de los componentes, el efecto de disipación de calor no es bueno. Por lo general, se agrega una almohadilla térmica suave de cambio de fase térmica a la superficie del elemento para mejorar el efecto de disipación de calor.

Tres

Para los equipos enfriados por aire de convección libre, Zui es mejor organizar circuitos integrados (u otros equipos) de manera vertical o horizontal.

Cuatro

Adoptar un diseño de cableado razonable para lograr la disipación de calor. Debido a la mala conductividad térmica de la resina en la placa, los cables y agujeros de la lámina de cobre son buenos conductores térmicos, por lo que aumentar la tasa residual de la lámina de cobre y aumentar 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 del sustrato aislante del PCB (nueve eq), un material compuesto compuesto por varios materiales con diferentes conductividad térmica.

Cinco

En la medida de lo posible, los equipos de la misma placa impresa deben organizarse por zonas en función de su valor calórico y grado de disipación de calor. Los dispositivos con baja generación de calor o poca resistencia al calor (como pequeños Transistor de señal, pequeños circuitos integrados, condensadores electroliticos, etc.) deben colocarse aguas arriba del flujo de aire de enfriamiento (entrada), y los dispositivos con alta generación de calor o buena resistencia al calor (como Transistor de potencia, grandes circuitos integrados, etc.) deben colocarse aguas abajo del flujo de aire frío.

Seis

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

Siete

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.

Cuando el aire fluye, siempre tiende a fluir donde la resistencia es menor, por lo que al configurar el equipo en una placa de circuito impreso, es necesario evitar dejar un espacio aéreo más grande en una determinada Zona. La configuración de varias placas de circuito impreso en toda la máquina también debe prestar atención al mismo problema.

Ocho

El dispositivo sensible a la temperatura Zui debe colocarse en una zona de temperatura más baja (por ejemplo, en la parte inferior del equipo). No lo coloque directamente sobre el dispositivo de calentamiento. Varios dispositivos Zui deben escalonarse en el plano horizontal.

Nueve

Los dispositivos con Zui de alto consumo de energía y Zui de gran generación de calor están dispuestos cerca de la posición de Zui con buena disipación de calor. A menos que haya un disipador de calor cerca, no coloque el equipo de alto calor en las esquinas y los bordes circundantes de la placa de impresión.

Al diseñar la resistencia de la fuente de alimentación, elija el equipo más grande posible y permita que tenga suficiente espacio de disipación de calor al ajustar el diseño de la placa de impresión.

Diez

Evitar que los puntos calientes se concentren en los pcb, distribuir la Potencia en los PCB lo más uniformemente posible y mantener la uniformidad y consistencia de las propiedades de temperatura de la superficie de los pcb.

A menudo es difícil lograr una distribución estricta y uniforme durante el diseño, pero hay que evitar áreas con una densidad de potencia demasiado alta para evitar que demasiados puntos calientes afecten el funcionamiento normal de todo el circuito.

Si es posible, es necesario analizar la eficiencia térmica de los circuitos impresos. Por ejemplo, el módulo de software de análisis de indicadores de eficiencia térmica añadido a algunos programas informáticos de diseño de PCB transferidos a la industria puede ayudar a los diseñadores a optimizar el diseño del circuito.