Berita PCB - Faktor suhu PCB meningkat dan penyelesaian mereka

Seperti yang kita semua tahu, panas yang dijana semasa operasi peralatan elektronik akan menyebabkan suhu dalaman peralatan meningkat dengan cepat. Jika panas tidak hilang pada masa, peralatan akan terus panas, dan peralatan akan gagal kerana pemanasan berlebihan, dan kepercayaan peralatan elektronik akan dikurangkan. Oleh itu, papan penyebaran sangat penting.

Faktor langsung peningkatan suhu PCB ialah wujud komponen penggunaan kuasa, dan intensiti pemanasan berubah dengan perubahan penggunaan kuasa.

Beberapa faktor meningkat suhu papan sirkuit cetak dan penyelesaian mereka

Ada dua fenomena meningkat suhu.

1. Tingkat suhu setempat atau meningkat suhu seluruh kawasan;

2. Tingkat suhu jangka pendek atau meningkat suhu jangka panjang.

Untuk sebab terperinci, mereka biasanya dianalisis dari aspek berikut.

1. Penggunaan kuasa

(1) Analisi konsumsi kuasa per kawasan unit;

(2) Analisis distribusi konsumsi kuasa pada PCB.

2. Struktur PCB

(1) Saiz;

(2) Material.

3. Bagaimana memasang PCB

(1) Kaedah pemasangan (seperti pemasangan menegak, pemasangan mengufuk);

(2) Keadaan penutup dan jarak dari penutup.

4. Radiasi panas

(1) Emisiviti permukaan PCB;

(2) Perbezaan suhu antara PCB dan permukaan bersebelahan dan suhu mutlaknya;

5. Kondisi panas

(1) Pasang radiator;

(2) Kondisi komponen struktur pemasangan lain.

6. Penyebab panas

(1) Penyesuaian semulajadi;

(2) Memaksa penyesuaian.

Menganalisis faktor di atas dari PCB adalah kaedah yang efektif untuk menyelesaikan meningkat suhu PCB. Runze Wuzhou percaya bahawa faktor-faktor ini biasanya berkaitan dengan produk dan sistem dan bergantung pada satu sama lain. Kebanyakan faktor patut dianalisis berdasarkan keadaan sebenar. Hanya sesuai dengan keadaan sebenar spesifik, parameter seperti meningkat suhu dan konsumsi kuasa boleh dihitung atau dijangka dengan betul.

penyelesaian

Peranti yang menghasilkan panas tinggi dengan radiator dan plat yang mengalir panas

Apabila sejumlah kecil bahagian dalam PCB menghasilkan banyak panas (kurang dari 3), sink panas atau paip panas boleh ditambah ke peranti. Apabila suhu tidak boleh rendah, radiator dengan pemanas boleh digunakan untuk meningkatkan kesan penyebaran panas. Apabila bilangan bahagian besar (lebih dari 3), boleh digunakan penutup penyebaran panas (papan), yang merupakan sink panas istimewa yang disesuaikan mengikut kedudukan dan tinggi peranti pemanasan pada PCB atau PC. Radiator rata besar. Letakkan bahagian atas dan bawah komponen yang berbeza. Perisai panas ditetapkan secara integral pada permukaan komponen, dan berhubungan dengan setiap komponen untuk radiasi panas. Namun, disebabkan kesistensi buruk komponen semasa proses penywelding, kesan penyebaran panas tidak baik.

Mendingin melalui PCB sendiri

PCB yang kini digunakan secara luas adalah substrat kain kaca tembaga/epoksi atau substrat kain kaca resin fenol, dan sejumlah kecil laminat kain tembaga berasaskan kertas digunakan. Walaupun substrat ini mempunyai ciri-ciri elektrik yang baik dan ciri-ciri memproses, ciri-ciri penyebaran panas mereka tidak baik. Sebagai laluan penyebaran panas bagi komponen yang menghasilkan panas tinggi, sukar untuk mengharapkan panas untuk dilakukan dari resin PCB sendiri, tetapi untuk radiasi panas dari permukaan komponen ke udara sekeliling. Namun, sebagai produk elektronik memasuki era miniaturisasi, pemasangan densiti tinggi, dan kumpulan panas tinggi, ia tidak cukup untuk radiasi panas dari permukaan komponen dengan kawasan permukaan kecil. Pada masa yang sama, disebabkan sejumlah besar komponen lekap permukaan (seperti QFP dan BGA), sejumlah besar panas yang dijana oleh komponen dipindahkan ke PCB. Oleh itu, cara terbaik untuk menyelesaikan masalah penyebaran panas adalah untuk meningkatkan kapasitas penyebaran panas bagi PCB sendiri yang berada dalam hubungan langsung dengan unsur pemanasan. Conduction atau emisi.

Guna rancangan bentangan yang masuk akal untuk mencapai penyebaran panas

Kerana resin di papan sirkuit mempunyai konduktiviti panas yang lemah, dan wayar tembaga dan lubang adalah konduktor panas yang baik, pembumit PCB percaya bahawa meningkatkan nisbah sisa tembaga dan meningkatkan lubang panas adalah cara utama penyebaran panas.

Untuk menilai kapasitas penyebaran panas PCB, perlu menghitung konduktiviti panas yang sama dengan bahan komposit yang terdiri dari berbagai bahan dengan konduktiviti panas yang berbeza.

Untuk peralatan yang menggunakan pendinginan udara konveksi bebas, lebih baik untuk mengatur sirkuit terintegrasi (atau peralatan lain) pada jalan yang panjang menegak atau jalan yang panjang menegak.

Mereka harus ditempatkan pada PCB yang sama mengikut panas dan penyebaran panas mereka. Peranti dengan panas rendah atau tahan panas yang lemah (seperti transistor isyarat-kecil, sirkuit terpasang skala-kecil, kondensator elektrolitik, dll.) patut ditempatkan. Aliran udara sejuk yang paling tinggi (di pintu masuk), dan peralatan yang menghasilkan banyak panas atau panas (seperti transistor kuasa, sirkuit integrasi skala besar, dll.) ditempatkan pada aliran udara paling bawah dari sejuk.

Dalam arah mengufuk, komponen tenaga tinggi patut ditempatkan sebanyak mungkin dekat pinggir PCB untuk pendek laluan pemindahan panas. Dalam arah menegak, komponen kuasa tinggi patut ditempatkan sebanyak mungkin dekat puncak PCB untuk mengurangkan suhu komponen lain semasa operasi.

Komponen sensitif suhu patut ditempatkan di kawasan suhu rendah (seperti bawah peranti). Jangan letakkannya langsung di atas peranti pemanasan. Peranti berbilang lebih baik ditetapkan pada pesawat mengufuk.

Pencerahan panas PCB dalam peranti bergantung pada aliran udara, jadi laluan aliran udara patut dipelajari semasa proses desain, dan peranti atau PCB patut dikonfigur dengan betul. Apabila udara mengalir, ia cenderung mengalir di tempat-tempat dengan perlawanan rendah. Oleh itu, apabila mengkonfigur peralatan pada papan sirkuit cetak, jangan tinggalkan ruang udara besar di kawasan tertentu. Masalah yang sama patut diperhatikan dalam konfigurasi papan sirkuit cetak berbilang di seluruh mesin.

Janganlah berkoncentrasi titik panas pada PCB, mengedarkan kuasa kepada PCB secara serentak mungkin, dan menjaga prestasi suhu seragam permukaan PCB. Dalam proses desain, biasanya sukar untuk mencapai distribusi seragam ketat, tetapi perlu untuk menghindari kawasan dengan ketepatan kuasa terlalu tinggi, supaya titik panas tidak mempengaruhi operasi normal seluruh sirkuit. Jika perlu, perlu menganalisis prestasi panas sirkuit cetak. Contohnya, modul perisian analisis prestasi panas yang ditambah dalam beberapa perisian reka-reka PCB profesional boleh membantu reka-reka optimumkan reka-reka sirkuit.

Letakkan komponen dengan konsumsi tenaga tertinggi dan generasi panas maksimum dekat tempat terbaik untuk penyebaran panas. Jangan panaskan bak panas kecuali ia ditempatkan pada sudut dan pinggir periferik papan sirkuit cetak. Apabila merancang penentang kuasa, sila pilih peranti yang lebih besar sebanyak yang mungkin, dan tinggalkan cukup ruang untuk penyebaran panas apabila menyesuaikan bentangan papan sirkuit cetak.

Apabila peranti penyebaran panas tinggi disambung ke substrat, resistensi panas diantaranya mesti diminumkan. Untuk memenuhi keperluan ciri-ciri panas lebih baik, beberapa bahan konduktif panas (seperti lapisan gel silica konduktif panas) boleh digunakan di permukaan bawah cip, dan kawasan kenalan tertentu boleh disimpan untuk menyebarkan peranti.

Sambungan komponen dan substrat

(1) Minimumkan panjang pemimpin komponen;

(2) Apabila memilih komponen kuasa tinggi, konduktiviti panas bahan pemimpin patut dianggap, dan pemimpin dengan seksyen salib terbesar patut dipilih sejauh yang mungkin;

(3) Pilih komponen dengan bilangan besar pin.

Pemilihan pakej peralatan

(1) Apabila mempertimbangkan rancangan penyebaran panas, sila perhatikan arahan pakej dan konduktiviti panas komponen;

(2) Pertimbangan patut diberikan untuk menyediakan laluan panas yang baik antara substrat dan pakej peranti;

(3) Pemisahan udara patut dihindari dalam laluan kondukti panas. Dalam kes ini, bahan konduktif secara panas boleh digunakan untuk mengisi.