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La importancia del diseño térmico.
¿La disipación de calor de la placa de circuito impreso es un eslabón muy importante, entonces, ¿ cuál es la tecnología de disipación de calor de la placa de circuito impreso?
Para los dispositivos electrónicos, cuando el equipo funciona, se produce un cierto calor, lo que hace que la temperatura en el equipo aumente rápidamente. Si el calor no se libera a tiempo, el Equipo seguirá calentándose. Debido al sobrecalentamiento, la fiabilidad del equipo se reducirá. Por lo tanto, una buena disipación de calor de la placa de circuito es muy importante.
Se analizan los factores que influyen en el aumento de la temperatura de la placa de pcb.
La razón directa del aumento de la temperatura de la placa de impresión es que la presencia de equipos de consumo de energía del circuito cambia con el consumo de energía.
Hay dos fenómenos de aumento de temperatura en la placa de circuito impreso.
(1) aumento de temperatura local o aumento de temperatura a gran escala.
(2) aumento de temperatura corta o aumento de temperatura larga. Al analizar el tiempo caliente del pcb, generalmente se analiza desde los siguientes aspectos.
El consumo de energía es de 2,1.
(1) analizar el consumo de energía por unidad de área.
(2) analizar la distribución del consumo de energía de la placa de circuito impreso.
La estructura de la placa de circuito impreso es 2.2.
Tamaño de la placa de circuito impreso (1).
Material de impresión.
Instalar 2,3 placas de circuito impreso.
Métodos de instalación (como la instalación vertical, etc.).
En segundo lugar, la distancia entre el sello y la carcasa.
2.4 radiación térmica.
(1) la tasa de emisión de la superficie de la placa de circuito impreso.
(2) la diferencia de temperatura entre la placa de circuito impreso y la superficie adyacente y su temperatura absoluta.
2.5 transferencia de calor.
Instale el disipador de calor (1) (1).
(2) transmisión de otras estructuras de montaje.
2.6 convección térmica.
En primer lugar, la convección natural.
En segundo lugar, la convección de enfriamiento forzado.
El análisis de los factores anteriores de la placa de circuito impreso es una forma efectiva de resolver el problema del aumento de temperatura de la placa de circuito impreso. Estos factores suelen estar relacionados con la Dependencia en el producto y el sistema. La mayoría de los factores deben analizarse en función de la situación real, y solo se puede calcular o estimar correctamente el aumento de temperatura y el consumo de energía en función de la situación específica.
Tres métodos de diseño térmico de pcb.
1 disipa el calor a través de la propia placa de pcb..
2 equipos de alta calefacción más placas térmicas de radiadores.
Cuando unos pocos equipos de PCB tienen una mayor capacidad de calentamiento (menos de 3), se pueden utilizar radiadores con ventiladores cuando la temperatura no disminuye. Mejorar el efecto de disipación de calor. Cuando el número de equipos de calefacción es superior a 3, se puede utilizar una gran tapa de disipación de calor (placa). Es un disipador de calor especial que selecciona diferentes componentes en función de la posición y el nivel del equipo de calefacción en la placa de PCB o en un gran disipador de calor plano. Fije la tapa de disipación de calor en su conjunto en la superficie del componente y Póngase en contacto con cada componente para disipar el calor. Sin embargo, debido a la Alta consistencia de los componentes, el efecto de disipación de calor no es bueno. Por lo general, se agrega una almohadilla térmica de cambio de fase térmica suave a la superficie del elemento para mejorar el efecto de disipación de calor.
Para los equipos de refrigeración por aire de convección libre, es mejor organizar circuitos integrados (u otros equipos) o longitud horizontal.
4 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 conductores térmicos, lo que aumenta la tasa de residuos de la lámina de cobre y aumenta los agujeros de conducción térmica.
Cuatro conclusiones.
(1) el aumento de temperatura causado por la corriente eléctrica en el cable de la placa de circuito impreso no debe exceder los 125 ° c (valor típico común). Las tablas seleccionadas pueden ser diferentes. Debido a que el componente está instalado en la placa de impresión, parte del calor también puede afectar la temperatura de trabajo. Al seleccionar el material y la placa de impresión, se debe considerar que la temperatura del punto caliente no debe exceder los 125 ° c. Trate de elegir una lámina de cobre más gruesa.
(2) en casos especiales, se pueden utilizar placas de resistencia térmica como sustratos cerámicos a base de aluminio.
3. la estructura de varias capas ayuda al diseño térmico de los pcb.
3.2 garantizar la fluidez del canal de disipación de calor.
En primer lugar, hacer pleno uso de la piel de cobre, ventanas abiertas, agujeros de disipación de calor y otras tecnologías para establecer canales de calor razonables y efectivos de baja resistencia para garantizar que el calor se descargue sin problemas de los pcb.
El diseño del agujero de disipación de calor puede mejorar efectivamente el área de disipación de calor, reducir la resistencia térmica y aumentar la densidad de potencia de la placa de circuito. Por ejemplo, se proporciona un agujero en la almohadilla del equipo lcc. Durante la producción del circuito, la soldadura puede propagarse rápidamente a través de agujeros o agujeros ciegos a la capa de disipación de calor metálica o a la almohadilla de cobre en la parte posterior para mejorar la conductividad térmica. En algunos casos, se diseñan y utilizan especialmente materiales de disipación de calor de placas de circuito con capas de disipación de calor, como las placas de circuito impreso utilizadas en algunas fuentes de alimentación modulares.
Para reducir la resistencia térmica del proceso de conducción térmica, se utiliza un material conductor térmico para realizar la conducción térmica en la superficie de contacto entre el dispositivo de alto consumo de energía y el sustrato.
Para mejorar las condiciones de disipación de calor, se puede agregar una pequeña cantidad de cobre a la pasta de soldadura para mejorar las condiciones de disipación de calor. Después de la soldadura, el punto de soldadura debajo del equipo tiene cierta altura. La brecha entre el equipo y la placa de impresión aumenta la disipación de calor por convección.
3.3 requisitos de diseño de los componentes.
(1) el diseño de PCB de análisis térmico de software controla el aumento máximo de temperatura interna.
(2) puede considerar instalar componentes de alta radiación en placas de circuito impreso.
(3) la distribución uniforme de la capacidad térmica de la placa debe tener cuidado de no concentrar equipos de alto consumo de energía aguas arriba del flujo de aire si es inevitable. Y asegúrese de que hay suficiente aire de enfriamiento que fluye a través de las áreas donde se concentra el consumo de calor.
4) hacer que la ruta de transferencia de calor sea lo más corta posible.
(5) hacer que la sección transversal de transferencia de calor sea lo más grande posible.
(6) la disposición de los componentes debe tener en cuenta el impacto de la radiación térmica en los componentes circundantes. Los componentes sensibles al calor (incluidos los equipos semiconductores) deben mantenerse alejados de las fuentes de calor o aislarse.
Es mejor mantener el condensadores (7) alejados de la fuente de calor.
Octavo, preste atención a la ventilación obligatoria y natural.
(9) el conducto de aire del equipo adicional de subplaca tiene la misma dirección de ventilación.
(10) trate de mantener una distancia suficiente entre la entrada y el escape.
(11) el equipo de calefacción debe colocarse por encima del producto en la medida de lo posible y entrar en el canal de flujo de aire cuando se permita.
(12) las piezas de alto calor o gran corriente no deben colocarse en las esquinas y alrededores de la placa de impresión, siempre que puedan instalarse en el disipador de calor y mantenerse alejadas de otros equipos. Y asegúrese de que el canal de disipación de calor esté abierto.
(13) periféricos de pequeños amplificadores de señal (dispositivos de deriva de temperatura lo más pequeños posible).
(14) trate de usar un Gabinete o Gabinete metálico para disipar el calor.
Requisitos de cableado 3.4.
(1) selección de placas de acero (diseño racional de la estructura de placas impresas).
(2) reglas de cableado de pcb.
(3) planificar el ancho mínimo del canal de acuerdo con la densidad de corriente del equipo; Se debe prestar especial atención al cableado de canales en las costuras.
(4) las grandes líneas de corriente deben estar en la superficie tanto como sea posible; Si no se cumplen los requisitos, se puede considerar el uso de autobuses.
En quinto lugar, minimizar la resistencia térmica de la superficie de contacto. Por lo tanto, se debe aumentar el área de conducción de calor, la superficie de Contacto debe ser lisa y, si es necesario, se puede aplicar grasa de silicona térmica.
(6) considerar el equilibrio de estrés y aumentar el espesor del punto de estrés térmico.
(7) la piel de cobre de disipación de calor adopta el método de ventana de esfuerzo de disipación de calor, y el método de máscara de soldadura de disipación de calor abre la ventana correctamente.
(8) las láminas de cobre de gran área en la superficie se pueden usar adecuadamente.
(9) los agujeros de instalación a tierra en la placa de circuito utilizan almohadillas de soldadura más grandes y hacen pleno uso de los pernos de instalación y la lámina de cobre en la superficie de la placa de impresión para disipar el calor.
