Teknik PCB - beberapa kaedah rancangan panas PCB

1 Pencerahan panas melalui papan PCB sendiri

Pada masa ini, papan PCB yang banyak digunakan adalah substrat kain kaca tembaga/epoksi atau substrat kain kaca resin fenolik, dan sejumlah kecil papan kain tembaga berasaskan kertas digunakan. Walaupun substrat ini mempunyai sifat elektrik yang baik dan sifat memproses, mereka mempunyai penyebaran panas yang tidak baik. Sebagai laluan penyebaran panas bagi komponen pemanasan tinggi, hampir mustahil untuk mengharapkan panas dari resin PCB sendiri untuk menjalankan panas, tetapi untuk penyebaran panas dari permukaan komponen ke udara sekeliling. Namun, kerana produk elektronik telah memasuki era miniaturisasi komponen, pemasangan densiti tinggi, dan kumpulan pemanasan tinggi, ia tidak cukup untuk bergantung pada permukaan komponen dengan kawasan permukaan yang sangat kecil untuk menghapuskan panas. Pada masa yang sama, disebabkan penggunaan luas komponen lekap permukaan seperti QFP dan BGA, sejumlah besar panas yang dijana oleh komponen dipindahkan ke papan PCB. Oleh itu, cara terbaik untuk menyelesaikan masalah penyebaran panas adalah untuk meningkatkan kapasitas penyebaran panas PCB sendiri, yang berada dalam hubungan langsung dengan unsur pemanasan, melalui papan PCB. Untuk dihantar atau dihantar.

2 Komponen yang menghasilkan panas tinggi tambah radiator dan plat kondukti panas

Apabila sejumlah kecil komponen dalam PCB menghasilkan sejumlah besar panas (kurang dari 3), sink panas atau paip panas boleh ditambah ke peranti pemanasan. Apabila suhu tidak dapat diterangkan, sink panas dengan penggemar boleh digunakan untuk meningkatkan Kesan penyebaran panas. Apabila bilangan peranti pemanasan besar (lebih dari 3), boleh digunakan penutup pemanasan panas yang besar (papan), iaitu sink panas istimewa yang disesuaikan mengikut kedudukan dan tinggi peranti pemanasan pada PCB atau sink panas rata yang besar Memotong kedudukan tinggi komponen yang berbeza. Penutup penyebaran panas disekat secara integral pada permukaan komponen, dan ia berada dalam kenalan dengan setiap komponen untuk penyebaran panas. Namun, kesan penyebaran panas tidak baik kerana kesistensi tinggi yang tidak baik semasa pengumpulan dan penyelamatan komponen. Biasanya, pad panas perubahan fasa panas lembut ditambah pad a permukaan komponen untuk meningkatkan kesan penyebaran panas.

3 Untuk peralatan yang mengadopsi pendinginan udara percuma, lebih baik untuk mengatur sirkuit terintegrasi (atau peralatan lain) secara menegak atau mengufuk.

4 Guna rancangan kawat yang masuk akal untuk mencapai penyebaran panas

Kerana resin dalam piring mempunyai konduktiviti panas yang lemah, dan garis foil tembaga dan lubang adalah konduktor panas yang baik, meningkatkan kadar sisa dari foil tembaga dan meningkatkan lubang kondukti panas adalah cara utama penyebaran panas.

Untuk menilai kapasitas penyebaran panas PCB, perlu menghitung konduktiviti panas yang sama (sembilan ekv) bahan komposit yang terdiri dari berbagai bahan dengan konduktiviti panas yang berbeza-substrat pengisihan untuk PCB.

5 Peranti di papan cetak yang sama sepatutnya diatur sebanyak mungkin mengikut nilai kalorifik dan darjah penyebaran panas mereka. Peranti dengan nilai kalorifik rendah atau resistensi panas yang lemah (seperti transistor isyarat kecil, sirkuit terpasang skala kecil, kondensator elektrolitik, dll.) patut ditempatkan dalam pendinginan Di at as aliran udara (di pintu masuk), peranti dengan resistensi panas atau panas yang besar (seperti transistor kuasa, sirkuit terpasang skala besar, dll.) ditempatkan di paling bawah aliran udara pendinginan.

6 Dalam arah mengufuk, peranti kuasa tinggi ditempatkan sebanyak mungkin ke tepi papan cetak untuk pendek laluan pemindahan panas; dalam arah menegak, peranti kuasa tinggi ditempatkan sebanyak mungkin ke atas papan cetak untuk mengurangi suhu peranti lain apabila peranti ini berfungsi. Influence.

7 Pencerahan panas papan cetak dalam peralatan bergantung pada aliran udara, jadi laluan aliran udara patut dipelajari semasa desain, dan peranti atau papan sirkuit cetak patut dikonfigur secara rasional. Apabila udara mengalir, ia sentiasa cenderung mengalir di tempat dengan perlahan rendah, jadi apabila mengkonfigur peranti pada papan sirkuit cetak, mengelakkan meninggalkan ruang udara besar di kawasan tertentu. Konfigurasi papan sirkuit dicetak berbilang di seluruh mesin juga perlu memperhatikan masalah yang sama.

8. Peranti sensitif suhu ditempatkan terbaik di kawasan suhu rendah (seperti bawah peranti). Jangan pernah meletakkannya langsung di atas peranti pemanasan. Lebih baik untuk menambah peranti berbilang pada aras mengufuk.

9 Arahkan komponen dengan konsumsi tenaga tertinggi dan generasi panas tertinggi dekat kedudukan terbaik untuk penyebaran panas. Jangan letakkan peranti panas tinggi pada sudut dan pinggir periferik papan cetak, kecuali sink panas diatur di dekatnya. Bila merancang penentang kuasa, pilih peranti yang lebih besar sebanyak mungkin, dan jadikan ia mempunyai cukup ruang untuk penyisipan panas bila mengatur bentangan papan cetak.

10 Penampilkan kuasa RF atau PCB LED mengadopsi substrat as as logam.11 Lupakan konsentrasi titik panas pada PCB, mengedarkan kuasa secara serentak pada papan PCB sebanyak mungkin, dan menjaga prestasi suhu permukaan PCB seragam dan konsisten. Kadang-kadang sukar untuk mencapai distribusi seragam ketat semasa proses desain, tetapi kawasan dengan ketepatan kuasa terlalu tinggi mesti dihindari untuk mencegah titik panas daripada mempengaruhi operasi normal seluruh sirkuit. Jika mungkin, perlu menganalisis efisiensi panas sirkuit cetak. Contohnya, modul perisian analisis indeks efisiensi panas ditambah dalam perisian reka-reka PCB profesional boleh membantu reka-reka optimumkan reka-reka sirkuit. Empat, ringkasan3.1 Pemilihan bahan(1) Tingkat suhu konduktor papan cetak disebabkan semasa melewati tambah suhu persekitaran yang dinyatakan tidak sepatutnya melebihi 125 darjah Celsius (nilai biasa digunakan. Ia mungkin berbeza bergantung pada papan yang dipilih). Kerana komponen yang dipasang pada papan cetak juga mengeluarkan beberapa panas, yang mempengaruhi suhu kerja, faktor-faktor ini patut dianggap bila memilih bahan-bahan dan rancangan papan cetak. Suhu titik panas tidak boleh melebihi 125 darjah Celsius. Pilih lapisan tembaga yang lebih tebal sebanyak yang mungkin(2) Dalam kes khas, lapisan yang berasaskan aluminum, berasaskan keramik, dan lapisan lain dengan resistensi panas rendah boleh dipilih. (3) Struktur papan berbilang lapisan berguna untuk desain panas PCB.

3.2 Pastikan saluran penyebaran panas tidak terhalang(1) Gunakan keseluruhan pengaturan komponen, kulit tembaga, membuka tetingkap dan penyebaran panas untuk menetapkan saluran perlahan panas rendah yang masuk akal dan efektif untuk pastikan panas dieksport dengan lancar ke PCB. (2) Tetapan penyebaran panas melalui lubang Raka beberapa penyebaran panas melalui lubang dan lubang buta, yang dapat meningkatkan kawasan penyebaran panas secara efektif dan mengurangkan resistensi panas, dan meningkatkan ketepatan kuasa papan sirkuit. Contohnya, ditetapkan melalui lubang pada pads peranti LCCC. Solder mengisi proses produksi sirkuit untuk meningkatkan konduktiviti panas. Panas yang dihasilkan semasa operasi sirkuit boleh dipindahkan dengan cepat ke lapisan penyebaran panas logam atau pad tembaga di belakang melalui lubang melalui atau lubang buta untuk disembelih. Dalam beberapa kes tertentu, papan sirkuit dengan lapisan penyebaran panas dirancang dan digunakan secara khusus. Bahan penyebaran panas adalah biasanya tembaga/molibdenum dan bahan-bahan lain, seperti papan cetak yang digunakan pada beberapa bekalan kuasa modul. (3) Penggunaan bahan-bahan konduktif secara panas Untuk mengurangi resistensi panas proses konduktif secara panas, bahan-bahan konduktif secara panas digunakan pada permukaan kenalan antara peranti konsumsi kuasa tinggi dan substrat untuk meningkatkan efisiensi konduktif panas. (4) Kaedah proses mungkin menyebabkan suhu tinggi setempat di beberapa kawasan di mana peranti diletak di kedua-dua sisi. Untuk memperbaiki keadaan penyebaran panas, sejumlah kecil tembaga boleh dicampur dalam pasta askar, dan akan ada sejumlah sejumlah kongsi askar di bawah peranti selepas penyelamatan kembali. tinggi. Lubang antara peranti dan papan cetak meningkat, dan penyebaran panas konveksi meningkat.

3.3 Keperluan untuk pengaturan komponen

(1) Lakukan analisis panas perisian pada PCB, dan merancang dan mengawal naik suhu maksimum dalaman;

(2) Ia boleh dianggap untuk merancang dan memasang komponen khusus dengan panas dan radiasi tinggi pada papan sirkuit cetak;

(3) Kapasiti panas papan disebarkan secara bersamaan. Hati-hati untuk tidak menempatkan komponen kuasa tinggi dalam cara yang terkonsentrasi. Jika ia tidak dapat dihindari, letakkan komponen pendek di atas aliran udara dan pastikan aliran udara sejuk yang cukup melalui kawasan yang berkonsentrasi konsumsi panas;