PCB Tecnico - Comprendere i vari metodi di dissipazione del calore PCB

Ogni dispositivo elettronico PCB genera una certa quantità di calore quando funziona, in modo che la temperatura interna del dispositivo aumenti rapidamente. Se il calore non viene dissipato in tempo, il dispositivo continuerà a riscaldarsi e il dispositivo PCB fallirà a causa del surriscaldamento. Le prestazioni di affidabilità diminuiranno.

Pertanto, è molto importante condurre un buon trattamento di dissipazione del calore sul circuito stampato. La dissipazione del calore del circuito stampato PCB è un collegamento molto importante, quindi qual è la tecnica di dissipazione del calore del circuito stampato PCB, discutiamolo insieme di seguito.

Dissipazione del calore attraverso la scheda PCB stessa Le schede PCB attualmente ampiamente utilizzate sono substrati in tessuto di vetro epossidico rivestito di rame o substrati in tessuto di vetro resina fenolica e viene utilizzata una piccola quantità di schede rivestite di rame a base di carta.

Sebbene questi substrati abbiano eccellenti proprietà elettriche e proprietà di lavorazione, hanno scarsa dissipazione del calore. Come percorso di dissipazione del calore per componenti ad alto riscaldamento, è quasi impossibile aspettarsi che il calore dalla resina del PCB stesso conduca il calore, ma dissipa il calore dalla superficie del componente all'aria circostante.

Poiché i prodotti elettronici sono entrati nell'era della miniaturizzazione dei componenti, del montaggio ad alta densità e dell'assemblaggio ad alto riscaldamento, non è sufficiente affidarsi alla superficie del componente con una superficie molto piccola per dissipare il calore.

Allo stesso tempo, a causa dell'ampio uso di componenti per montaggio superficiale come QFP e BGA, il calore generato dai componenti viene trasferito alla scheda PCB in grande quantità. Pertanto, il modo migliore per risolvere la dissipazione del calore è migliorare la capacità di dissipazione del calore del PCB stesso che è a contatto diretto con l'elemento riscaldante. Trasmettere o irradiare

Aggiungi fogli di rame dissipanti di calore e fogli di rame con alimentatore di grande area

Termica via

L'esposizione del rame sul retro dell'IC riduce la resistenza termica tra la pelle di rame e l'aria

Layout PCB

a. Posizionare il dispositivo sensibile al calore nella zona del vento freddo

b. Posizionare il dispositivo di rilevamento della temperatura nella posizione più calda.

c. I dispositivi sulla stessa scheda stampata devono essere disposti per quanto possibile in base al loro potere calorifico e al grado di dissipazione del calore. Dispositivi con basso potere calorifico o scarsa resistenza al calore (come transistor di segnale piccoli, circuiti integrati su piccola scala, condensatori elettrolitici, ecc.) devono essere posizionati Il flusso più alto del flusso d'aria di raffreddamento (all'ingresso), e i dispositivi con grande generazione di calore o buona resistenza al calore (come transistor di potenza, circuiti integrati su larga scala, ecc.) sono posizionati nella parte più bassa del flusso d'aria di raffreddamento.

d. in direzione orizzontale, i dispositivi ad alta potenza sono disposti il più vicino possibile al bordo della scheda stampata per accorciare il percorso di trasferimento del calore; in direzione verticale, i dispositivi ad alta potenza sono disposti il più vicino possibile alla parte superiore della scheda stampata per ridurre la temperatura di altri dispositivi quando questi dispositivi funzionano. Impatto.

e. La dissipazione del calore del bordo stampato nell'apparecchiatura dipende principalmente dal flusso d'aria, quindi il percorso del flusso d'aria dovrebbe essere studiato durante la progettazione e il dispositivo o il circuito stampato dovrebbe essere ragionevolmente configurato. Quando l'aria scorre, tende sempre a fluire in luoghi con bassa resistenza, quindi quando si configurano dispositivi su un circuito stampato, evitare di lasciare un ampio spazio aereo in una certa area. Anche la configurazione di più circuiti stampati in tutta la macchina dovrebbe prestare attenzione allo stesso problema.

f. Il dispositivo sensibile alla temperatura è posizionato nella zona più bassa della temperatura (come il fondo del dispositivo). Non posizionarlo mai direttamente sopra il dispositivo di riscaldamento. È meglio sfalsare più dispositivi sul piano orizzontale.

g. Disporre i dispositivi con il più alto consumo energetico e la più alta generazione di calore vicino alla posizione migliore per la dissipazione del calore. Non posizionare dispositivi ad alto riscaldamento sugli angoli e sui bordi periferici della scheda stampata, a meno che non sia disposto un dissipatore di calore vicino ad essa.

h. Spaziatura dei componenti suggerita:

Componenti ad alta generazione di calore più radiatori e piastre termoconduttrici. Quando un piccolo numero di componenti nel PCB genera una grande quantità di calore (meno di 3), un dissipatore di calore o un tubo di calore può essere aggiunto ai componenti che generano calore. Quando la temperatura non può essere abbassata, può essere utilizzato un radiatore con una ventola per migliorare l'effetto di dissipazione del calore.

Quando il numero di dispositivi di riscaldamento è grande (più di 3), può essere utilizzato un grande coperchio di dissipazione del calore (scheda), che è uno speciale dissipatore di calore personalizzato in base alla posizione e all'altezza del dispositivo di riscaldamento sul PCB o su un grande dissipatore di calore piatto Tagliare diverse posizioni di altezza dei componenti.

Il coperchio di dissipazione del calore è interamente fibbiato sulla superficie del componente ed è a contatto con ogni componente per dissipare il calore. Tuttavia, l'effetto di dissipazione del calore non è buono a causa della scarsa consistenza dell'altezza durante il montaggio e la saldatura dei componenti. Di solito, un cuscinetto termico morbido di cambiamento di fase viene aggiunto sulla superficie del componente per migliorare l'effetto di dissipazione del calore.

Per le apparecchiature che adottano il raffreddamento ad aria a convezione libero, è meglio organizzare i circuiti integrati (o altri dispositivi) verticalmente o orizzontalmente.

Adottare un design ragionevole del cablaggio per realizzare la dissipazione del calore. Poiché la resina nella piastra ha scarsa conducibilità termica e le linee e i fori della lamina di rame sono buoni conduttori di calore, aumentando il tasso rimanente della lamina di rame e aumentando i fori di conduzione del calore sono il mezzo principale di dissipazione del calore.

Quando si progetta la resistenza di potenza, scegliere un dispositivo più grande il più possibile e farlo avere abbastanza spazio per la dissipazione del calore quando si regola il layout della scheda stampata.

Evitare la concentrazione di punti caldi sul PCB, distribuire il potere uniformemente sulla scheda PCB il più possibile e mantenere le prestazioni della temperatura superficiale del PCB uniformi e coerenti.

Spesso è difficile ottenere una distribuzione uniforme rigorosa durante il processo di progettazione, ma le aree con densità di potenza troppo elevata devono essere evitate per evitare che i punti caldi influenzino il normale funzionamento dell'intero circuito.

Se possibile, è necessario analizzare l'efficienza termica del circuito stampato. Ad esempio, il modulo software di analisi dell'indice di efficienza termica aggiunto in alcuni software professionali di progettazione PCB può aiutare i progettisti a ottimizzare la progettazione del circuito.