Teknik PCB - Tiga tahap utama sumber panas papan sirkuit PCB

Ada tiga sumber panas utama dalam papan sirkuit PCB:

(1) Panas komponen elektronik;

(2) Penghangatan papan sirkuit PCB sendiri;

(3) Panas dari bahagian lain.

Di antara tiga sumber panas, komponen elektronik mempunyai nilai kalorifik tertinggi dan adalah sumber panas utama, diikuti oleh panas terbentuk oleh papan sirkuit PCB. Panas luaran bergantung pada rancangan panas keseluruhan sistem dan tidak dianggap untuk masa ini. Kemudian tujuan desain panas ialah memilih tindakan dan kaedah yang sesuai untuk mengurangkan suhu komponen elektronik dan suhu papan sirkuit PCB, sehingga sistem boleh bekerja secara biasa pada suhu yang sesuai.

Ia boleh dianggap dari aspek berikut:

1. Dissipasi panas melalui papan sirkuit PCB sendiri. Pada masa ini, bahan papan sirkuit PCB yang digunakan secara luas adalah substrat kain kaca tembaga/epoksi atau substrat kain kaca resin fenolik, dan juga terdapat sejumlah kecil piring-piring tembaga berasaskan kertas yang digunakan. Walaupun jenis substrat ini mempunyai ciri-ciri elektrik yang baik dan ciri-ciri pemprosesan, ia mempunyai penyebaran panas yang tidak baik. Sebagai laluan penyebaran panas bagi komponen elektronik pemanasan tinggi, pada dasarnya mustahil untuk berharap bahawa panas dilakukan oleh resin papan sirkuit PCB sendiri, tetapi dari permukaan komponen elektronik. Hidupkan panas ke udara sekitar.

Namun, semasa masa berlalu, produk elektronik pintar telah memasuki era miniaturisasi komponen, pemasangan densiti tinggi, dan kumpulan pemanasan tinggi. Ia tidak cukup untuk bergantung pada permukaan komponen elektronik dengan kawasan permukaan yang sangat kecil untuk menghapuskan panas. Pada masa yang sama, disebabkan pemilihan besar komponen elektronik terpasang permukaan seperti QFP dan BGA, panas yang terbentuk oleh komponen elektronik dipindahkan ke papan PCB dalam jumlah besar. Untuk sebab ini, cara yang paling sesuai untuk melepaskan penyebaran panas adalah untuk meningkatkan papan sirkuit PCB yang berada dalam hubungan langsung dengan komponen elektronik pemanasan. Kapasiti penyebaran panasnya sendiri dilakukan atau dikeluarkan melalui papan sirkuit PCB.

2. Komponen elektronik yang menghasilkan panas tinggi ditambah radiator dan papan kondukti panas. Apabila sejumlah kecil komponen elektronik dalam papan sirkuit PCB mempunyai nilai panas yang besar (kurang dari 3), sink panas atau paip panas boleh ditambah ke komponen elektronik pemanasan. Apabila suhu tidak boleh rendah, peminat boleh dipilih. Radiator untuk meningkatkan kesan penyebaran panas. Apabila jumlah komponen elektronik pemanasan besar (lebih dari 3), boleh digunakan penutup pemanasan panas besar (papan). Ia adalah radiator istimewa yang disesuaikan mengikut kedudukan dan tinggi komponen elektronik pemanasan pada papan sirkuit PCB atau Memotong komponen elektronik berbeza pada radiator rata besar.

Penutup penyebaran panas terperangkap secara integral pada permukaan komponen elektronik, dan ia berhubungan dengan setiap komponen elektronik untuk penyebaran panas. Namun, disebabkan kesistensi tinggi yang lemah semasa pemasangan dan penywelding komponen elektronik, kesan penyebaran panas tidak terlalu baik. Secara umum, pad panas perubahan fasa lembut ditambah pad a permukaan komponen elektronik untuk meningkatkan kesan penyebaran panas.

3. Pilih rancangan kawat yang sesuai 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 yang tersisa dari foil tembaga dan meningkatkan lubang kondukti panas adalah cara utama penyebaran panas.

4. Komponen elektronik penyebaran panas tinggi patut minimumkan resistensi panas diantaranya apabila ia disambung ke substrat. 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 patut disimpan untuk komponen elektronik untuk menghapuskan panas.

5. Dalam arah mengufuk, peranti kuasa tinggi diatur sebanyak mungkin dekat pinggir papan cetak, yang boleh pendek laluan pemindahan panas; dalam arah menegak, peranti kuasa tinggi diatur sebanyak mungkin dekat atas papan cetak, yang boleh mengurangkan kerja komponen elektronik tersebut. Kesan masa pada suhu komponen elektronik lain.

6. 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, menghindari meninggalkan ruang udara besar di kawasan tertentu. Konfigurasi papan sirkuit dicetak berbilang di seluruh mesin juga perlu memperhatikan masalah yang sama.

7. Peranti yang lebih sensitif kepada 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.

8. Menghindari konsentrasi titik panas pada PCB, mengedarkan kuasa secara bersamaan 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.