Technologie PCB - Top 10 des méthodes de dissipation de chaleur PCB à maîtriser

Pour l'électronique, une certaine quantité de chaleur est générée pendant le fonctionnement, ce qui permet à la température interne de l'appareil d'augmenter rapidement. Si la chaleur ne se dissipe pas à temps, l'appareil continuera à chauffer et l'appareil échouera en raison de la surchauffe. Les performances de fiabilité des appareils électroniques vont diminuer.

Il est donc très important d'avoir un bon traitement de dissipation thermique de la carte. La dissipation de chaleur de la carte PCB est un lien très important, alors quelle est la technologie de dissipation de chaleur de la carte PCB, ci - dessous, nous discutons ensemble.

01 dissipation de chaleur par le PCB lui - même les cartes PCB actuellement largement utilisées sont des substrats en tissu de verre recouvert de cuivre / époxy ou des substrats en tissu de verre en résine phénolique, ainsi qu'une petite quantité de plaques de cuivre recouvertes de papier.

Malgré leurs excellentes propriétés électriques et d'usinage, ces substrats présentent une mauvaise dissipation thermique. En tant que chemin de dissipation de chaleur pour les composants hautement générateurs de chaleur, il est presque impossible de s'attendre à ce que la chaleur de la résine provenant du PCB lui - même conduise la chaleur, mais plutôt la dissipe de la surface du composant dans l'air ambiant.

Cependant, alors que l'électronique est entrée dans l'ère de la miniaturisation des composants, de l'installation à haute densité et de l'assemblage à haute température, il ne suffit pas de compter uniquement sur la dissipation de chaleur à la surface de composants de très petite surface.

Dans le même temps, grâce à l'utilisation généralisée d'éléments montés en surface tels que qfp et BGA, une grande partie de la chaleur générée par ces éléments est transférée sur la carte PCB. Par conséquent, la meilleure façon de résoudre le problème de la dissipation de chaleur est d'améliorer la capacité de dissipation de chaleur du PCB lui - même qui est en contact direct avec l'élément chauffant via la carte PCB. Conductrice ou rayonnante.

Ajout de feuille de cuivre dissipant la chaleur et de feuille de cuivre avec une alimentation de grande surface

¼ par chauffage

¼ de cuivre exposé à l'arrière de l'IC pour réduire la résistance thermique entre la peau de cuivre et l'air

Mise en page PCB

L'équipement thermique est placé dans une zone de vent froid.

Le dispositif de détection de température est placé à l'endroit le plus chaud.

Les appareils sur une même plaque d'impression doivent être disposés, dans la mesure du possible, en fonction de leur pouvoir calorifique et de leur degré de dissipation thermique. Les appareils ayant un faible pouvoir calorifique ou une faible résistance à la chaleur (tels que les petits Transistors de signal, les petits circuits intégrés, les condensateurs électrolytiques, etc.) doivent être placés dans le flux d'air de refroidissement. Le flux d'air le plus haut (à l'entrée), les dispositifs à plus grande résistance thermique ou thermique (tels que les transistors de puissance, les grands circuits intégrés, etc.) sont placés le plus en aval du flux d'air de refroidissement.

Dans le sens horizontal, le dispositif de forte puissance est disposé le plus près possible du bord de la plaque d'impression pour raccourcir le trajet de transfert thermique; Dans la direction verticale, les dispositifs de forte puissance sont placés le plus près possible du Haut de la plaque d'impression afin de réduire l'influence de ces dispositifs sur la température des autres dispositifs.

La dissipation de chaleur de la carte de circuit imprimé dans l'équipement repose principalement sur le flux d'air, de sorte que le chemin du flux d'air doit être étudié lors de la conception et que l'équipement ou la carte de circuit imprimé est raisonnablement configuré.

Lorsque l'air circule, il a toujours tendance à circuler là où la traînée est faible, de sorte que lors de la configuration de l'appareil sur une carte de circuit imprimé, évitez de laisser un grand espace aérien dans une certaine zone. La configuration de plusieurs cartes de circuit imprimé dans une machine entière doit également prêter attention aux mêmes problèmes.

Les appareils sensibles à la température sont de préférence placés dans une zone où la température est la plus basse (par exemple, le bas de l'appareil). Ne le placez jamais directement au - dessus du dispositif de chauffage. Il est préférable de placer plusieurs appareils en quinconce sur un plan horizontal.

Placez les appareils qui consomment le plus d'énergie et génèrent le plus de chaleur près de l'emplacement optimal pour dissiper la chaleur. Ne placez pas d'appareils à haute température dans les coins et les bords périphériques de la plaque d'impression, à moins que des radiateurs ne soient installés à proximité.

Lors de la conception des résistances de puissance, choisissez des dispositifs plus grands que possible et laissez - les suffisamment d'espace pour dissiper la chaleur lors de l'ajustement de la disposition de la plaque d'impression.

Espacement des composants recommandé:

02 pièces à haute production de chaleur plus radiateurs et plaques conductrices de chaleur. Lorsque plusieurs composants du PCB produisent beaucoup de chaleur (moins de 3), vous pouvez ajouter un radiateur ou un caloduc sur le composant générateur de chaleur. Utilisez un radiateur avec ventilateur pour améliorer la dissipation de chaleur lorsque la température ne peut pas être abaissée.

Lorsque le nombre d'appareils de chauffage est grand (plus de 3), il est possible d'utiliser de grands couvercles de dissipation de chaleur (plaques), qui sont des radiateurs spéciaux adaptés à la position et à la hauteur de l'appareil de chauffage sur le PCB, ou de grands radiateurs plats. Le couvercle dissipateur de chaleur est intégralement encliqueté sur la surface des composants et dissipe la chaleur au contact de chaque composant.

Cependant, la dissipation de chaleur est médiocre en raison de la faible consistance des composants lors de l'assemblage et du soudage. Généralement, un tampon thermique doux à changement de phase thermique est ajouté à la surface de l'élément pour améliorer l'effet de dissipation de chaleur.

03 pour les appareils refroidis par air à convection libre, il est préférable de disposer les circuits intégrés (ou autres appareils) de manière verticale ou horizontale.

04 adoptez la conception raisonnable de câblage pour réaliser la dissipation de chaleur. En raison de la mauvaise conductivité thermique de la résine dans la plaque, les fils et les trous de la Feuille de cuivre sont de bons conducteurs de chaleur, de sorte que l'augmentation du taux résiduel de la Feuille de cuivre et l'augmentation des trous conducteurs de chaleur sont les principaux moyens de dissipation de la chaleur. Pour évaluer la capacité de dissipation thermique d'un PCB, il est nécessaire de calculer la conductivité thermique équivalente (neuf équivalents) d'un matériau composite composé de divers matériaux ayant des conductivités thermiques différentes - le substrat isolant du PCB.

05 les appareils d'une même plaque d'impression doivent, dans la mesure du possible, être disposés en fonction de leur pouvoir calorifique et du degré de dissipation de la chaleur. Les appareils ayant un faible pouvoir calorifique ou une faible résistance à la chaleur (tels que les petits Transistors de signal, les petits circuits intégrés, les condensateurs électrolytiques, etc.) doivent être placés dans le refroidissement. Le débit le plus élevé du flux gazeux (à l'entrée), Les dispositifs qui génèrent beaucoup de chaleur ou qui résistent bien à la chaleur (tels que les transistors de puissance, les grands circuits intégrés, etc.) sont situés le plus en aval du flux d'air de refroidissement.

06 dans le sens horizontal, le dispositif de forte puissance est placé le plus près possible du bord de la plaque d'impression pour raccourcir le trajet de transfert de chaleur; Dans la direction verticale, les dispositifs de forte puissance sont placés le plus près possible du Haut de la plaque d'impression pour abaisser la température des autres dispositifs lorsque ces dispositifs fonctionnent. Impact

07 la dissipation de chaleur de la carte de circuit imprimé dans l'équipement repose principalement sur le flux d'air, de sorte que le chemin du flux d'air doit être étudié lors de la conception et que l'équipement ou la carte de circuit imprimé est raisonnablement configuré.

Lorsque l'air circule, il a toujours tendance à circuler là où la traînée est faible, de sorte que lors de la configuration de l'appareil sur une carte de circuit imprimé, évitez de laisser un grand espace aérien dans une certaine zone.

La configuration de PCB Multi - blocs dans une machine entière devrait également prêter attention au même problème.

08 l'appareil sensible à la température doit de préférence être placé dans une zone où la température est la plus basse (par exemple, au fond de l'appareil). Ne le placez jamais directement au - dessus du dispositif de chauffage. Il est préférable de placer plusieurs appareils en quinconce sur un plan horizontal.

09 Placez les composants qui consomment le plus d'énergie et génèrent le plus de chaleur près de l'emplacement optimal pour la dissipation de chaleur. Ne placez pas de dispositifs à haute chaleur dans les coins et les bords périphériques de la plaque d'impression, à moins qu'il n'y ait des radiateurs à proximité. Lors de la conception des résistances de puissance, choisissez des dispositifs plus grands autant que possible et laissez - les suffisamment d'espace pour dissiper la chaleur lorsque vous ajustez La disposition de la plaque d'impression.

10 Évitez la concentration des points chauds sur le PCB, Répartissez la puissance uniformément sur la carte PCB autant que possible, maintenez la performance de la température de surface du PCB uniformément et uniformément.

Il est souvent difficile d'obtenir une distribution strictement uniforme lors de la conception, mais les zones où la densité de puissance est trop élevée doivent être évitées pour éviter que les points chauds n'affectent le bon fonctionnement de l'ensemble du circuit.

Si possible, il est nécessaire d'analyser l'efficacité thermique du circuit imprimé. Par exemple, le module logiciel d'analyse d'indicateurs d'efficacité thermique ajouté à certains logiciels de conception de circuits imprimés professionnels peut aider les concepteurs à optimiser la conception de leurs circuits.