Технология PCB - Анализ и решение факторов повышения температуры печатных плат

анализ факторов повышения температуры печатных плат плата цепиs and solutions

The heat generated by electronic equipment during operation causes the internal temperature of the equipment to rise rapidly. Если тепло не растает вовремя, the equipment will continue to heat up, оборудование устаревает из - за перегрева, снижается также надежность электронного оборудования. Therefore, удаление тепла очень важно плата цепи. The following is the relevant experience sharing organized by this PCB factory for you!

непосредственная причина повышения температуры печатных плат - наличие устройства, потребляющего мощность схемы. электронная аппаратура имеет различную степень энергопотребления и интенсивность нагрева изменяется в зависимости от размера энергопотребления.

Two phenomena of temperature rise in печатная доскаs:

(1) Local temperature rise or large area temperature rise;

(2) Short-term temperature rise or long-term temperature rise.

When analyzing PCB thermal power consumption, анализ в целом.

1. Electrical power consumption

(1) Analyze the power consumption per unit area;

(2) Analyze the distribution of power consumption on the PCB плата цепи.

2. The structure of the печатная доска

(1) The size of the печатная доска;

(2) The material of the печатная доска.

три. How to install the печатная доска

1) способ установки (например, вертикальная установка, горизонтальный монтаж);

2) условия герметизации и расстояние до корпуса.

4. Thermal radiation

(1) The emissivity of the печатная доска surface;

(2) The temperature difference between the печатная доска and adjacent surfaces and their absolute temperature;

5. Heat conduction

(1) Install the radiator;

(2) Conduction of other installation structural parts.

6. Thermal convection

(1) Natural convection;

(2) Forced cooling convection.

Анализ вышеуказанных факторов с PCB является эффективным способом решения проблемы повышения температуры цепи печатная доска. в продуктах и системах эти факторы часто взаимосвязаны и зависят друг от друга. Most of the factors should be analyzed according to the actual situation, и только в конкретных случаях. Only in this situation can parameters such as temperature rise and power consumption be more accurately calculated or estimated.

Circuit board heat dissipation method

1. High heat-generating components plus radiator and heat conducting plate

When a small number of components in the PCB generate a large amount of heat (less than 3), можно добавить радиатор или тепловую трубу на элемент нагрева. когда температура не снижается, a radiator with a fan can be used to enhance the heat dissipation effect . When the number of heating devices is large (more than 3), a large heat dissipation cover (board) can be used, это специфическая радиатор, настроенная по положению и высоте нагревательного оборудования на PCB, или большой плоский радиатор, отрезанный на разных высотах агрегата. The heat dissipation cover is integrally buckled on the surface of the component, Он контактирует с каждым из компонентов для охлаждения. However, высокая степень однородности при сборке и сварке агрегатов, плохая теплоотдача. Usually, для повышения теплоотдачи на поверхности элемента добавлена тепловая подушка мягкой фазы.

2. Heat dissipation through the PCB boarditself

At present, the widely used PCB boards are copper-clad/эпоксидный стеклопластик или бакелитовый материал, and a small amount of paper-based copper-clad boards are used. Хотя эти плиты обладают отличными электрическими свойствами и обрабатываемыми свойствами, they have poor heat dissipation. путь к теплоотдаче как тепловыделяющая сборка, it is almost impossible to expect heat from the resin of the PCB itself to conduct heat, Вместо этого теплота поверхности сборки распространяется в окружающий воздух. However, с внедрением электроники в миниатюризацию элементов, high-density mounting, высокотемпературная сборка, it is not enough to rely on the surface of a component with a very small surface area to dissipate heat. одновременно, due to the extensive use of surface mount components such as QFP and BGA, большое количество тепла, генерируемого элементами, переносится на панель PCB. Therefore, наилучший способ решения проблемы теплоотвода заключается в повышении теплоотдачи самой PCB, which is in direct contact with the heating element, панель PCB. To be transmitted or emitted.

3. применение разумного проектирования проводов для достижения теплоотдачи

из - за разницы теплопроводности смолы в пластине, провода из медной фольги и отверстия являются хорошими теплопроводниками, поэтому увеличение остаточности медной фольги и увеличение теплоотводящих отверстий являются главными средствами для охлаждения.

To evaluate the heat dissipation capacity of the PCB, it is necessary to calculate the equivalent thermal conductivity (nine eq) of the composite material composed of various materials with different thermal conductivity-the insulating substrate for the PCB.

4. For equipment that adopts free convection air cooling, it is best to arrange integrated circuits (or other devices) vertically or horizontally.

5. The devices on the same печатная доска компоновка должна, насколько это возможно, производиться по их теплоотдаче и степени теплоотдачи. Devices with low calorific value or poor heat resistance (such as small signal transistors, малая интегральная схема, electrolytic capacitors, сорт.) should be placed The uppermost flow of the cooling airflow (at the entrance), and the devices with large heat generation or good heat resistance (such as power transistors, большая интегральная схема, etc.) are placed at the lowermost part of the cooling airflow.

6. в горизонтальном направлении, оборудование большой мощности должно быть как можно ближе к краю устройства печатная доска as possible to shorten the heat transfer path; in the vertical direction, оборудование большой мощности должно быть как можно ближе к верхней части устройства печатная доска as possible to reduce the temperature of other devices when these devices are working. влияние.

7. The temperature-sensitive device is best placed in the lowest temperature area (such as the bottom of the device). Never place it directly above the heating device. лучше всего разойтись по горизонтали.

8. теплоотдача от печатной плиты оборудования в основном зависит от потока воздуха и должна быть спроектирована таким образом, чтобы исследовать пути потока и рационально оборудовать приборы или печатные доски. когда воздух течет, он всегда склоняется к низкому сопротивлению, поэтому при установке оборудования на печатных платах он не оставляет больших пространств в конкретных районах. Следует также обратить внимание на одну и ту же проблему при размещении нескольких печатных плат во всей машине.

9. избежать концентрации горячих точек на PCB, distribute the power evenly on the PCB board as much as possible, и сохранить равномерные температурные характеристики поверхности PCB. It is often difficult to achieve strict uniform distribution during the design process, Однако необходимо избегать районов с высокой плотностью мощности, чтобы предотвратить влияние горячих точек на нормальное функционирование всей цепи. If possible, it is necessary to analyze the thermal efficiency of the printed circuit. например, the thermal efficiency index analysis software module added in some professional PCB design software can help designers optimize the circuit design.

10. размещать оборудование с наивысшим потреблением энергии и тепла вблизи оптимального места теплоотдачи. если вблизи нет радиаторов, то не размещайте высокотемпературное оборудование в углах и на периферии печатной платы. При конструировании резисторов мощности выбирайте, насколько это возможно, более крупные приборы, и при корректировке конфигурации печатных плат они должны иметь достаточное пространство для охлаждения.

11. соединение высокого теплоотводящего оборудования с основной плитой, the thermal resistance between them should be reduced as much as possible. чтобы лучше удовлетворять требования тепловых характеристик, some thermal conductive materials (such as applying a layer of thermal silica gel) can be used on the bottom surface of the chip, и сохранять определённую площадь контакта, чтобы нагревать устройство.

12. The connection between the device and the substrate:

(1) Try to shorten the lead length of the device;

(2) When selecting high-power devices, следует учитывать теплопроводность свинцового материала, and the largest cross section of the lead should be selected as far as possible;

(3) Choose a device with more pins.

13. Package selection of device:

(1) When considering thermal design, pay attention to the package description of the device and its thermal conductivity;

(2) Consider providing a good heat conduction path between the substrate and the device package;

(3) Air partitions should be avoided in the heat conduction path. если так, heat-conducting materials can be used for filling.