PCB Tecnico - La progettazione della funzione di dissipazione del calore del circuito stampato

L'energia elettrica consumata dalle apparecchiature elettroniche durante il funzionamento, come amplificatori di potenza a radiofrequenza, chip FPGA e prodotti di potenza, oltre al lavoro utile, la maggior parte dei quali viene convertita in calore e dissipata. Il calore generato dalle apparecchiature elettroniche fa aumentare rapidamente la temperatura interna. Se il calore non viene dissipato nel tempo, l'apparecchiatura continuerà a riscaldarsi, il dispositivo fallirà a causa del surriscaldamento e l'affidabilità dell'apparecchiatura elettronica diminuirà. La densità di installazione delle apparecchiature elettroniche è aumentata, l'area efficace di dissipazione del calore è ridotta e l'aumento della temperatura dell'apparecchiatura influisce seriamente sull'affidabilità. Pertanto, la ricerca sulla progettazione termica è molto importante. I fratelli impegnati nella radiofrequenza hanno legna da ardere, quindi la dissipazione del calore va bene? 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. Per le apparecchiature elettroniche, una certa quantità di calore viene generata durante il funzionamento, in modo che la temperatura interna dell'apparecchiatura aumenti rapidamente. Se il calore non viene dissipato in tempo, l'apparecchiatura continuerà a riscaldarsi e il dispositivo fallirà a causa del surriscaldamento. L'affidabilità dell'apparecchiatura elettronica Performance diminuirà. Pertanto, è molto importante condurre un buon trattamento di dissipazione del calore sul circuito stampato.

La causa diretta dell'aumento della temperatura della scheda stampata è dovuta all'esistenza di dispositivi di consumo energetico del circuito. Tutti i dispositivi elettronici hanno un consumo energetico variabile e l'intensità di riscaldamento varia con la dimensione del consumo energetico. Due fenomeni di aumento della temperatura in schede stampate:(1) aumento della temperatura locale o aumento della temperatura di grande area; (2) Aumento della temperatura a breve termine o aumento della temperatura a lungo termine. Quando analizza il consumo di energia termica PCB, viene generalmente analizzato dai seguenti aspetti.2.1 Consumo di energia elettrica (1) Analizza il consumo energetico per unità di area; (2) Analizzare la distribuzione del consumo energetico sul PCB.2.2 La struttura della scheda stampata (1) La dimensione della scheda stampata; (2) il materiale del bordo stampato.2.3 Come installare il bordo stampato (1) metodo di installazione (come installazione verticale, installazione orizzontale); (2) lo stato di tenuta e la distanza dall'involucro.2.4 Radiazione termica (1) l'emissività della superficie del cartone stampato; (2) la differenza di temperatura tra il bordo stampato e la superficie adiacente e la loro temperatura assoluta2.5 Conduzione termica (1) installare il radiatore; (2) Conduzione di altre parti strutturali dell'installazione.2.6 Convezione termica (1) Convezione naturale; (2) Convezione forzata di raffreddamento. L'analisi dei fattori di cui sopra dal PCB è un modo efficace per risolvere l'aumento di temperatura della scheda stampata. Questi fattori sono spesso correlati e dipendenti l'uno dall'altro in un prodotto e sistema. La maggior parte dei fattori dovrebbe essere analizzata in base alla situazione reale e solo per uno specifico La situazione attuale può calcolare o stimare i parametri come l'aumento della temperatura e il consumo energetico più correttamente.1 Dissipazione del calore attraverso la scheda PCB stessa Attualmente, le schede PCB ampiamente utilizzate sono substrati in tessuto di vetro epossidico o substrati in tessuto di vetro resina fenolica, e una piccola quantità di schede rivestite di rame a base di carta vengono utilizzate. 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. Tuttavia, 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 di un 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, una grande quantità di calore generato dai componenti viene trasferita alla scheda PCB. Pertanto, il modo migliore per risolvere il problema della dissipazione del calore è migliorare la capacità di dissipazione del calore del PCB stesso, che è a contatto diretto con l'elemento riscaldante, attraverso la scheda PCB. Da trasmettere o emettere.2 Componenti ad alta generazione di calore più radiatore e piastra di conduzione del calore 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 al dispositivo di riscaldamento. Quando la temperatura non può essere abbassata, un dissipatore di calore con un ventilatore può essere utilizzato 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 del cambiamento di fase viene aggiunto sulla superficie del componente per migliorare l'effetto di dissipazione del calore.3 Per le apparecchiature che adottano il raffreddamento ad aria a convezione libera, è meglio organizzare i circuiti integrati (o altri dispositivi) verticalmente o orizzontalmente. E le linee e i fori della lamina di rame sono buoni conduttori di calore, aumentando il tasso residuo della lamina di rame e aumentando i fori termicamente conduttivi sono il mezzo principale di dissipazione del calore. Per valutare la capacità di dissipazione del calore del PCB, è necessario calcolare l'equivalente conducibilità termica (nove eq) del materiale composito composto da vari materiali con diversa conducibilità termica-il substrato isolante per il PCB.5 I dispositivi sulla stessa scheda stampata dovrebbero 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 (quali transistor a piccolo segnale, circuiti integrati su piccola scala, condensatori elettrolitici, ecc.) devono essere collocati in raffreddamento Il flusso più alto (all'ingresso) del flusso d'aria, e i dispositivi con grande resistenza al calore o al calore (come transistor di potenza, circuiti integrati su larga scala, ecc.) sono posizionati al più a valle del flusso d'aria di raffreddamento.6 In direzione orizzontale, i dispositivi ad alta potenza sono disposti il più vicino possibile al bordo della scheda stampata per abbreviare 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. Influenza.7 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 un cer