PCB Tecnico - I principali tre livelli di fonte di calore del circuito stampato PCB

Ci sono tre fonti principali di calore nel circuito stampato:

(1) riscaldamento di componenti elettronici;

(2) il riscaldamento del circuito stampato stesso;

(3) Calore da altre parti.

Tra le tre fonti di calore, i componenti elettronici hanno il più alto potere calorifico e sono la principale fonte di calore, seguita dal calore formato dal circuito stampato. Il calore esterno dipende dalla progettazione termica complessiva del sistema e non è considerato per il momento. Quindi lo scopo della progettazione termica è selezionare misure e metodi appropriati per ridurre notevolmente la temperatura dei componenti elettronici e la temperatura del circuito stampato PCB, in modo che il sistema possa funzionare normalmente a una temperatura adeguata.

Si può considerare dai seguenti aspetti:

1. Dissipare il calore attraverso il circuito stampato stesso. Allo stato attuale, i materiali ampiamente utilizzati del circuito stampato PCB sono substrati in tessuto di vetro epossidico o substrati in tessuto di vetro resina fenolica e ci sono anche un piccolo numero di piastre rivestite di rame a base di carta utilizzate. Sebbene questo tipo di substrato abbia eccellenti proprietà elettriche e proprietà di elaborazione, ha scarsa dissipazione del calore. Come percorso di dissipazione del calore per componenti elettronici ad alto riscaldamento, è fondamentalmente impossibile sperare che il calore sia condotto dalla resina del circuito stampato stesso, ma dalla superficie del componente elettronico. Dissipare calore all'aria circostante.

Tuttavia, col passare del tempo, i prodotti elettronici intelligenti sono entrati nell'era della miniaturizzazione dei componenti, del montaggio ad alta densità e dell'assemblaggio ad alto riscaldamento. Non basta affidarsi alla superficie di componenti elettronici con una superficie molto piccola per dissipare il calore. Allo stesso tempo, a causa dell'ampia selezione di componenti elettronici montati a superficie come QFP e BGA, il calore formato da componenti elettronici viene trasferito alla scheda PCB in una grande quantità. Per questo motivo, il modo più adatto per alleviare la dissipazione del calore è aumentare il circuito stampato PCB che è a contatto diretto con i componenti elettronici di riscaldamento. La sua capacità di dissipazione del calore viene condotta o emessa attraverso il circuito stampato PCB.

2. Alta generazione di calore componenti elettronici più radiatore e bordo di conduzione di calore. Quando un piccolo numero di componenti elettronici nel circuito stampato ha un grande valore termico (inferiore a 3), un dissipatore di calore o un tubo di calore può essere aggiunto ai componenti elettronici di riscaldamento. Quando la temperatura non può essere abbassata, è possibile selezionare una ventola. Radiatore per migliorare l'effetto di dissipazione del calore. Quando la quantità di componenti elettronici di riscaldamento è grande (più di 3), una grande copertura di dissipazione del calore (scheda) può essere utilizzata. Si tratta di un radiatore speciale personalizzato in base alla posizione e all'altezza dei componenti elettronici di riscaldamento sul circuito stampato PCB o tagliare diversi componenti elettronici su un grande radiatore piatto.

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

3. Scegliere un disegno di cablaggio adatto per raggiungere 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.

4. I componenti elettronici ad alta dissipazione del calore dovrebbero ridurre al minimo la resistenza termica tra di loro quando sono collegati al substrato. Per soddisfare meglio i requisiti delle caratteristiche termiche, alcuni materiali termoconduttivi (come uno strato di gel di silice termoconduttivo) possono essere utilizzati sulla superficie inferiore del chip e una certa area di contatto dovrebbe essere mantenuta per i componenti elettronici per dissipare il calore.

5. nella direzione orizzontale, i dispositivi ad alta potenza sono disposti il più vicino possibile al bordo della scheda stampata, che può accorciare il percorso di trasferimento di calore; in direzione verticale, i dispositivi ad alta potenza sono disposti il più vicino possibile alla parte superiore della scheda stampata, il che può ridurre il lavoro di tali componenti elettronici. L'influenza del tempo sulla temperatura di altri componenti elettronici.

6. 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.

7. I dispositivi che sono più sensibili alla temperatura sono posizionati al meglio nella zona di temperatura più bassa (come il fondo del dispositivo). Non posizionarlo mai direttamente sopra il dispositivo di riscaldamento. È meglio sfalsare più dispositivi sul piano orizzontale.

8. 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 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.