Dati PCB - Analisi di principio del PCB rivestito termico

SMT (tecnologia di imballaggio superficiale) aumenta la densità di installazione delle apparecchiature elettroniche, riduce l'area efficace di dissipazione del calore e influisce seriamente sull'affidabilità dell'aumento della temperatura dell'apparecchiatura. Pertanto, la ricerca sulla progettazione termica è molto importante. La ragione diretta dell'aumento della temperatura dei circuiti stampati è l'esistenza di dispositivi che consumano energia. I dispositivi elettronici hanno diversi gradi di consumo energetico e l'intensità di riscaldamento varia con l'entità del consumo energetico. Due fenomeni di aumento della temperatura nei circuiti stampati: aumento della temperatura locale o aumento della temperatura di grande area; Aumento della temperatura di breve tempo o aumento della temperatura di lungo tempo.

PCB rivestiti termicamente

Nell'analizzare il consumo energetico di PCB termorivestiti, vengono generalmente analizzati i seguenti aspetti:

Consumo di energia elettrica: analizzare il consumo di energia per unità di area; Analizzare la distribuzione del consumo energetico sulla scheda PCB.

Struttura dei pannelli stampati: dimensioni dei pannelli stampati; Il materiale del cartone stampato.

Metodo di installazione del cartone stampato: metodo di installazione (come installazione verticale, installazione orizzontale); Condizioni di tenuta e distanza dall'involucro.

Radiazione termica: coefficiente di radiazione della superficie del cartone stampato; La differenza di temperatura tra il cartone stampato e le superfici adiacenti e la loro temperatura assoluta.

Conduzione termica: installare un radiatore; Conduzione di altre strutture di montaggio.

Convezione termica: convezione naturale; Convezione forzata di raffreddamento.

L'analisi dei fattori di cui sopra sui PCB è un modo efficace per risolvere l'aumento della temperatura delle schede stampate, e spesso questi fattori sono correlati e dipendenti in un prodotto e sistema. La maggior parte dei fattori dovrebbe essere analizzata in base alle condizioni reali e solo per una specifica situazione reale possono essere calcolati o stimati con precisione parametri come l'aumento della temperatura e il consumo energetico.

Principio del PCB rivestito termicamente

1) Selezione dei materiali

L'aumento della temperatura dei conduttori delle schede stampate dovuto al passaggio della corrente più la temperatura ambiente specificata non deve superare 125 ℃ (un valore tipico comunemente usato, può variare a seconda della scheda selezionata). Poiché i componenti installati su schede stampate emettono anche un certo calore, che influisce sulla temperatura di esercizio, questi fattori dovrebbero essere presi in considerazione nella selezione dei materiali e nella progettazione di schede stampate. La temperatura del punto caldo non dovrebbe superare 125 „ƒ, e la pellicola rivestita di rame più spessa dovrebbe essere selezionata il più possibile. In circostanze speciali, possono essere selezionati piatti a base di alluminio o ceramica con bassa resistenza termica. L'uso di una struttura di scheda multistrato è utile per PCB rivestiti termicamente. Fare pieno uso della tecnologia come il layout dei componenti, lo strato di rame, l'apertura della finestra e i fori di dissipazione del calore per stabilire canali ragionevoli ed efficaci a bassa resistenza termica per garantire un'esportazione regolare di calore dal PCB.

2) Impostazione della dissipazione del calore attraverso i fori

La progettazione di alcune dissipazioni di calore attraverso i fori e i fori ciechi può efficacemente aumentare l'area di dissipazione del calore, ridurre la resistenza termica e migliorare la densità di potenza del circuito stampato. Ad esempio, un foro passante è impostato sul pad di un dispositivo LCCC. Durante il processo di produzione di un circuito, la saldatura viene utilizzata per riempirlo, migliorando la sua conducibilità termica. Il calore generato durante il funzionamento del circuito può essere rapidamente trasferito allo strato di dissipazione del calore metallico o alla lamina di rame impostata sul retro attraverso il foro passante o il foro cieco per dissipare. In alcuni casi specifici, i circuiti stampati con strati di dissipazione del calore sono appositamente progettati e utilizzati, e i materiali di dissipazione del calore sono generalmente materiali rame / molibdeno, come schede stampate utilizzate su alcuni alimentatori di modulo.

3) Uso di materiali conduttivi rivestiti termici del PWB

Al fine di ridurre la resistenza termica durante il processo di conduzione del calore, materiali conduttivi termici sono utilizzati sulla superficie di contatto tra il dispositivo ad alto consumo energetico e il substrato per migliorare l'efficienza di conduzione del calore.

4) Metodo di processo

Alcune aree con dispositivi installati su entrambi i lati sono soggette a temperature locali elevate. Per migliorare le condizioni di dissipazione del calore, una piccola quantità di rame fine può essere aggiunta alla pasta di saldatura e dopo la saldatura a flusso, il giunto di saldatura sotto il dispositivo avrà una certa altezza. Questo aumenta lo spazio tra il dispositivo e la scheda stampata, aumentando la dissipazione convettiva del calore.

I PCB sono influenzati da vari tipi di calore, e le condizioni di confine termiche tipiche che possono essere applicate includono: convezione naturale o forzata dalle superfici anteriori e posteriori, radiazione termica dalle superfici anteriori e posteriori, conduzione dal bordo PCB al guscio del dispositivo, conduzione attraverso connettori rigidi o flessibili ad altri PCB, conduzione dal PCB alla staffa (bullonata o incollata), e conduzione di dissipatori di calore tra due intercalari PCB. Attualmente, ci sono molte forme di strumenti di simulazione termica, tra cui strumenti di modellazione termica di base e analisi per l'analisi di strutture arbitrarie, strumenti di fluidodinamica computazionale (CFD) per l'analisi del flusso di sistema / trasferimento di calore e strumenti di applicazione PCB per la modellazione dettagliata di PCB e componenti. Accelerare PCB rivestiti termicamente sulla base di comprovata esperienza fornita senza influenzare e contribuire a migliorare gli indicatori di prestazione elettrica del sistema. Sulla base delle stime dell'analisi termica e del sistema e della progettazione termica a livello di dispositivo, predire i risultati della progettazione termica attraverso la simulazione termica a livello di scheda, individuare i difetti di progettazione e fornire soluzioni a livello di sistema o cambiare soluzioni a livello di dispositivo. L'efficacia della progettazione termica viene testata attraverso misurazioni delle prestazioni termiche e vengono valutate l'applicabilità e l'efficacia dello schema. Attraverso il processo pratico continuo di cicli di feedback di misurazione della progettazione predittiva, il modello di simulazione termica viene modificato e accumulato per accelerare la velocità della simulazione termica, migliorare l'accuratezza della simulazione termica e integrare l'esperienza del PCB rivestito termicamente.