Teknik PCB - Kekuatan penyebaran panas papan sirkuit PCB

Untuk peralatan elektronik, panas tertentu akan dijana semasa operasi, sehingga suhu dalaman peralatan akan meningkat dengan cepat. Jika panas tidak hilang pada masa, peralatan akan terus panas, peralatan akan gagal kerana pemanasan berlebihan, dan kepercayaan peralatan elektronik akan menurun.

Oleh itu, sangat penting untuk memanaskan papan sirkuit dengan baik. Pencerahan panas papan sirkuit PCB adalah pautan yang sangat penting. Apa kemampuan penyebaran panas papan sirkuit PCB? Mari kita bincangkannya bersama-sama.

satu

Panas hilang melalui PCB sendiri. Pada masa ini, plat PCB yang digunakan secara luas adalah substrat kain kaca tembaga/epoksi atau substrat kain kaca resin fenolik, dan sejumlah kecil plat-kain tembaga berasaskan kertas digunakan.

Walaupun substrat ini mempunyai sifat elektrik dan pemprosesan yang baik, mereka mempunyai penyebaran panas yang tidak baik. Sebagai laluan penyebaran panas unsur pemanasan tinggi, hampir mustahil untuk mengharapkan resin PCB sendiri untuk menjalankan panas, tetapi untuk penyebaran panas dari permukaan unsur ke udara sekeliling.

Namun, kerana produk elektronik telah memasuki era miniaturisasi komponen, pemasangan densiti tinggi dan kumpulan pemanasan tinggi, ia tidak cukup untuk menyebar panas hanya pada permukaan komponen dengan kawasan permukaan yang sangat kecil.

Pada masa yang sama, kerana penggunaan luas komponen terpasang permukaan seperti QFP dan BGA, sejumlah besar panas yang dijana oleh komponen dihantar ke papan PCB. Oleh itu, cara yang baik Zui untuk menyelesaikan penyebaran panas adalah untuk meningkatkan kapasitas penyebaran panas PCB dalam kenalan langsung dengan unsur pemanasan dan menghantarnya atau mengeluarkan melalui papan PCB.

Tambah foil tembaga dan foil tembaga dengan bekalan kuasa kawasan besar

Termal melalui

Copper dikekspos di belakang IC untuk mengurangi resistensi panas antara helaian tembaga dan udara

Bentangan PCB

a. Peranti pengesan panas ditempatkan di kawasan udara sejuk.

b. Peranti pengesan suhu ditempatkan di posisi panas Zui.

c. Peranti di papan cetak yang sama akan diatur dalam zon mengikut nilai kalorifik dan darjah penyebaran panas mereka sejauh mungkin. Peranti dengan nilai kalorifik rendah atau resistensi panas yang lemah (seperti transistor isyarat kecil, sirkuit terpasang skala kecil, kondensator elektrolitik, dll.) mesti diletakkan di atas Zui (input) aliran udara sejuk, dan peranti dengan nilai kalorifik tinggi atau resistensi panas yang baik (seperti transistor kuasa, sirkuit terpasang skala besar, dll.) Letakkan Zui di bawah aliran udara sejuk.

d. Dalam arah mengufuk, peranti kuasa tinggi diatur sebanyak mungkin dekat pinggir papan cetak untuk pendek laluan pemindahan panas; Dalam arah menegak, peranti kuasa tinggi akan diatur sebanyak mungkin ke atas papan cetak, supaya mengurangkan kesan peranti ini pada suhu peranti lain.

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

f. Peranti sensitif suhu Zui patut ditempatkan di kawasan dengan suhu rendah Zui (seperti bawah peralatan). Jangan pernah meletakkannya langsung di atas peranti pemanasan. Peranti berbilang Zui sepatutnya ditetapkan pada lapisan mengufuk.

g. Peranti dengan konsumsi kuasa tinggi Zui dan generasi panas besar Zui diatur berhampiran posisi Zui penyebaran panas yang baik. Jangan letakkan peranti dengan panas tinggi pada sudut dan pinggir sekeliling papan cetak kecuali sink panas diatur di dekatnya. Bila merancang perlawanan kuasa, pilih peranti yang lebih besar sebanyak yang mungkin, dan jadikan ia mempunyai ruang penyebaran panas yang cukup bila mengatur bentangan papan cetak.

h. Rakkomandasi ruang komponen:

dua

Pisau panas dan papan kondukti panas ditambah ke peranti panas tinggi. Apabila beberapa peranti dalam PCB mempunyai kapasiti pemanasan yang besar (kurang dari 3), sink panas atau paip kondukti panas boleh ditambah ke peranti pemanasan. Apabila suhu tidak boleh dikurangi, sink panas dengan pemanas boleh digunakan untuk meningkatkan kesan penyebaran panas.

Apabila kuantiti komponen pemanasan besar (lebih dari 3), boleh digunakan penutup pemanasan panas yang besar (plat). Ia adalah radiator istimewa yang disesuaikan mengikut kedudukan dan tinggi komponen pemanasan di papan PCB, atau komponen berbeza kedudukan tinggi dan rendah boleh ditarik keluar pada radiator rata besar.

Seluruh penutup penyebaran panas dikunci pada permukaan unsur untuk menghubungi setiap unsur untuk penyebaran panas. Namun, disebabkan kesistensi buruk dalam kumpulan dan penywelding komponen, kesan penyebaran panas tidak baik. Biasanya, pad kondukti panas perubahan fasa panas lembut ditambah pad a permukaan komponen untuk meningkatkan kesan penyebaran panas.

tiga

Untuk peralatan yang disejukkan oleh udara percuma, Zui lebih baik untuk mengatur sirkuit terpisah (atau peralatan lain) dengan cara panjang atau melintasi.

empat

Rancangan wayar yang masuk akal diterima untuk menyadari 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 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 EQ) substrat pengisihan untuk PCB, bahan komposit yang terdiri dari berbagai bahan dengan konduktiviti panas yang berbeza.

lima

Peranti di papan cetak yang sama akan diatur dalam zon mengikut nilai kalorifik dan darjah penyebaran panas mereka sejauh mungkin. Peranti dengan nilai kalorifik rendah atau resistensi panas yang lemah (seperti transistor isyarat kecil, sirkuit terpasang skala kecil, kondensator elektrolitik, dll.) mesti diletakkan di atas Zui (input) aliran udara sejuk, dan peranti dengan nilai kalorifik tinggi atau resistensi panas yang baik (seperti transistor kuasa, sirkuit terpasang skala besar, dll.) Letakkan Zui di bawah aliran udara sejuk.

enam

Dalam arah mengufuk, peranti kuasa tinggi diatur sebanyak mungkin dengan pinggir papan cetak untuk pendek laluan pemindahan panas; Dalam arah menegak, peranti kuasa tinggi akan diatur sebanyak mungkin ke atas papan cetak, supaya mengurangkan kesan peranti ini pada suhu peranti lain.

tujuh

Pencerahan panas papan cetak dalam peralatan bergantung pada aliran udara, jadi laluan aliran udara patut dipelajari dalam desain, dan peralatan atau papan sirkuit cetak patut dikonfigur secara rasional.

Apabila udara mengalir, ia sentiasa cenderung mengalir di mana perlawanan kecil, jadi apabila mengkonfigur peranti pada papan sirkuit cetak, perlu untuk mengelakkan meninggalkan ruang udara besar di kawasan tertentu. Konfigurasi papan sirkuit dicetak berbilang di seluruh mesin juga perlu memperhatikan masalah yang sama.

lapan

Peranti sensitif suhu Zui patut ditempatkan di kawasan dengan suhu rendah Zui (seperti bawah peralatan). Jangan pernah meletakkannya langsung di atas peranti pemanasan. Peranti berbilang Zui sepatutnya ditetapkan pada lapisan mengufuk.

sembilan

Peranti dengan konsumsi kuasa tinggi Zui dan generasi panas besar Zui diatur dekat posisi panas yang baik Zui. Jangan letakkan peranti dengan panas tinggi di sudut dan pinggir sekeliling papan cetak kecuali sink panas diatur di dekatnya.

Apabila merancang perlawanan kuasa, pilih peranti yang lebih besar sebanyak yang mungkin, dan jadikan ia mempunyai cukup ruang penyebaran panas apabila menyesuaikan bentangan papan cetak.

10

Menghindari konsentrasi titik panas pada PCB, mengedarkan kuasa secara bersamaan pada PCB sebanyak mungkin, dan menjaga keseluruhan dan konsistensi prestasi suhu permukaan PCB.

Ia sering sukar untuk mencapai distribusi seragam ketat dalam proses desain, tetapi kita mesti mengelakkan kawasan dengan ketepatan kuasa terlalu tinggi, untuk mengelakkan titik panas berlebihan mempengaruhi operasi normal seluruh sirkuit.

Jika mungkin, perlu menganalisis efisiensi panas sirkuit cetak. Contohnya, modul perisian analisis indeks efisiensi panas ditambah dalam beberapa perisian reka PCB industri Zhuan boleh membantu reka-reka optimize reka sirkuit.