PCB Tecnico - Capacità di dissipazione del calore del circuito stampato PCB

Per le apparecchiature elettroniche, un certo calore sarà generato durante il funzionamento, in modo che la temperatura interna dell'apparecchiatura aumenterà rapidamente. Se il calore non viene dissipato nel tempo, l'apparecchiatura continuerà a riscaldarsi, i dispositivi falliranno a causa del surriscaldamento e l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche diminuirà.

Pertanto, è molto importante riscaldare bene il circuito stampato. La dissipazione del calore del circuito stampato PCB è un collegamento molto importante. Quali sono le capacità di dissipazione del calore del circuito stampato PCB? Parliamone insieme.

uno

Il calore viene dissipato attraverso il PCB stesso. Allo stato attuale, le piastre PCB ampiamente utilizzate sono substrato di tessuto di vetro epossidico / rame rivestito o substrato di tessuto di vetro resina fenolica e viene utilizzata una piccola quantità di piastre rivestite di rame a base di carta.

Sebbene questi substrati abbiano eccellenti proprietà elettriche e di lavorazione, hanno scarsa dissipazione del calore. Come il percorso di dissipazione del calore degli alti elementi riscaldanti, è quasi impossibile aspettarsi che la resina del PCB stessa conduca il calore, ma dissipa il calore dalla superficie degli elementi all'aria circostante.

Tuttavia, poiché i prodotti elettronici sono entrati nell'era della miniaturizzazione dei componenti, dell'installazione ad alta densità e dell'assemblaggio ad alto riscaldamento, non è sufficiente dissipare il calore solo sulla superficie di componenti con superficie molto piccola.

Allo stesso tempo, a causa dell'ampio uso di componenti montati in superficie come QFP e BGA, una grande quantità di calore generato dai componenti viene trasmessa alla scheda PCB. Pertanto, un buon modo Zui per risolvere la dissipazione del calore è migliorare la capacità di dissipazione del calore del PCB a contatto diretto con l'elemento riscaldante e trasmetterlo o emetterlo attraverso la scheda PCB.

Aggiungi foglio di rame di dissipazione del calore e foglio di rame con alimentatore di grande area

Termica via

Il rame è esposto sul retro del IC per ridurre la resistenza termica tra strato di rame e aria

Layout PCB

a. Il dispositivo di rilevamento termico è posizionato nella zona dell'aria fredda.

b. Il dispositivo di rilevamento della temperatura è posizionato in una posizione calda Zui.

c. I dispositivi sulla stessa scheda stampata sono disposti in zone secondo il loro potere calorifico e il loro grado di dissipazione del calore, per quanto possibile. I dispositivi con basso potere calorifico o scarsa resistenza al calore (quali transistor di segnale piccoli, circuiti integrati su piccola scala, condensatori elettrolitici, ecc.) devono essere posizionati sullo Zui a monte (ingresso) del flusso d'aria di raffreddamento, e dispositivi con alto potere calorifico o buona resistenza al calore (come transistor di potenza, circuiti integrati su larga scala, ecc.) Posizionati Zui a valle 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 devono essere disposti il più vicino possibile alla parte superiore della scheda stampata, in modo da ridurre l'impatto di tali dispositivi sulla temperatura di altri dispositivi.

e. La dissipazione del calore delle schede stampate nell'apparecchiatura dipende principalmente dal flusso d'aria, quindi il percorso del flusso d'aria dovrebbe essere studiato nella progettazione e i dispositivi o i circuiti stampati dovrebbero essere configurati ragionevolmente. Quando l'aria scorre, tende sempre a fluire dove la resistenza è piccola, quindi quando si configurano i dispositivi sul circuito stampato, è necessario 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 Zui deve essere posizionato nella zona con Zui a bassa temperatura (come il fondo dell'apparecchiatura). Non metterlo mai direttamente sopra il dispositivo di riscaldamento. Dispositivi multipli Zui dovrebbero essere sfalsati sul piano orizzontale.

g. I dispositivi con alto consumo energetico Zui e grande generazione di calore Zui sono disposti vicino ad una buona dissipazione di calore Zui posizione. Non posizionare il dispositivo con calore elevato sull'angolo e sul bordo circostante della scheda stampata a meno che non sia disposto un dissipatore di calore vicino ad essa.

h. Raccomandazioni sulla spaziatura dei componenti:

due

Il dissipatore di calore e il bordo di conduzione del calore sono aggiunti ai dispositivi di riscaldamento elevati. Quando alcuni dispositivi in PCB hanno una grande capacità di riscaldamento (inferiore a 3), dissipatore di calore o tubo di conduzione del calore può essere aggiunto ai dispositivi di riscaldamento. Quando la temperatura non può essere ridotta, dissipatore di calore con ventilatore può essere utilizzato per migliorare l'effetto di dissipazione del calore.

Quando la quantità di componenti riscaldanti è grande (più di 3), una grande copertura di dissipazione del calore (piastra) può essere utilizzata. È un radiatore speciale personalizzato in base alla posizione e all'altezza dei componenti di riscaldamento sulla scheda PCB, o diverse posizioni alte e basse dei componenti possono essere tirate fuori su un grande radiatore piatto.

L'intera copertura di dissipazione del calore è fibbiata sulla superficie dell'elemento per il contatto con ogni elemento per dissipare il calore. Tuttavia, a causa della scarsa consistenza nell'assemblaggio e nella saldatura dei componenti, l'effetto di dissipazione del calore non è buono. Di solito, un cuscinetto morbido di conduzione termica del cambiamento di fase viene aggiunto sulla superficie dei componenti per migliorare l'effetto di dissipazione del calore.

tre

Per le apparecchiature raffreddate da aria a convezione libera, Zui è meglio disporre i circuiti integrati (o altri dispositivi) in modo longitudinale o trasversale.

quattro

Il design ragionevole del cablaggio è adottato per realizzare la dissipazione di 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, migliorando il tasso residuo della lamina di rame e aumentando i fori di conduzione del calore sono il mezzo principale di dissipazione del calore.

Per valutare la capacità di dissipazione del calore del PCB, è necessario calcolare la conducibilità termica equivalente (nove EQ) del substrato isolante per PCB, un materiale composito composto da vari materiali con diversa conducibilità termica.

cinque

I dispositivi sulla stessa scheda stampata sono disposti in zone secondo il loro potere calorifico e il loro grado di dissipazione del calore, per quanto possibile. I dispositivi con basso potere calorifico o scarsa resistenza al calore (quali transistor di segnale piccoli, circuiti integrati su piccola scala, condensatori elettrolitici, ecc.) devono essere posizionati sullo Zui a monte (ingresso) del flusso d'aria di raffreddamento, e dispositivi con alto potere calorifico o buona resistenza al calore (come transistor di potenza, circuiti integrati su larga scala, ecc.) Posizionati Zui a valle del flusso d'aria di raffreddamento.

sei

Nella 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 devono essere disposti il più vicino possibile alla parte superiore della scheda stampata, in modo da ridurre l'impatto di tali dispositivi sulla temperatura di altri dispositivi.

sette

La dissipazione del calore delle schede stampate nell'apparecchiatura dipende principalmente dal flusso d'aria, quindi il percorso del flusso d'aria dovrebbe essere studiato nella progettazione e i dispositivi o i circuiti stampati dovrebbero essere configurati ragionevolmente.

Quando l'aria scorre, tende sempre a fluire dove la resistenza è piccola, quindi quando si configurano i dispositivi sul circuito stampato, è necessario 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.

otto

Il dispositivo sensibile alla temperatura Zui deve essere posizionato nella zona con Zui a bassa temperatura (come il fondo dell'apparecchiatura). Non metterlo mai direttamente sopra il dispositivo di riscaldamento. Dispositivi multipli Zui dovrebbero essere sfalsati sul piano orizzontale.

nove

I dispositivi ad alto consumo energetico Zui e la grande generazione di calore Zui sono disposti vicino ad una buona dissipazione di calore Zui posizione. Non posizionare il dispositivo con calore elevato sull'angolo e sul bordo circostante della scheda stampata a meno che non sia disposto un dissipatore di calore vicino ad esso.

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

dieci

Evitare la concentrazione di punti caldi sul PCB, distribuire il potere uniformemente sul PCB il più possibile e mantenere l'uniformità e la consistenza delle prestazioni della temperatura superficiale del PCB.

Spesso è difficile ottenere una distribuzione uniforme rigorosa nel processo di progettazione, ma dobbiamo evitare aree con densità di potenza troppo elevata, in modo da evitare punti caldi eccessivi che influenzano il normale funzionamento dell'intero circuito.

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