Технология PCB - Несколько способов термического проектирования PCB

1 Рассеять тепло через саму пластину PCB

В настоящее время широко используемые ПХБ - пластины представляют собой медные / эпоксидные стеклянные или фенолоальдегидные стеклянные пластины, а в небольшом количестве используются медные пластины на бумажной основе. Несмотря на отличные электрические и технологические свойства этих базовых панелей, они менее радиаторны. В качестве пути охлаждения для высоконагревательных компонентов практически невозможно ожидать теплопроводности от смолы самого ПХБ, вместо этого излучая тепло с поверхности детали в окружающий воздух. Однако, поскольку электроника вступает в эпоху миниатюризации деталей, установки с высокой плотностью и сборки с высоким нагревом, недостаточно полагаться исключительно на поверхность детали с очень небольшой поверхностью. В то же время из - за широкого использования поверхностных установочных элементов, таких как QFP и BGA, большое количество тепла, генерируемого этими элементами, переносится на пластины PCB. Таким образом, лучший способ решить проблему теплоотвода - улучшить теплоотводящую способность самого ПХБ, находящегося в непосредственном контакте с нагревательным элементом, с помощью пластины ПХБ. Запуск, запуск.

2 Высокотемперативные компоненты с радиаторами и теплопроводными панелями

Когда небольшое количество компонентов в PCB производит большое количество тепла (менее 3), в нагревательное устройство можно добавить радиатор или тепловую трубку. Когда температура не может быть снижена, радиатор с вентилятором может быть использован для усиления эффекта охлаждения. Когда количество нагревательных устройств велико (более 3), можно использовать большие радиаторы (пластины), которые являются специальными радиаторами, настроенными в зависимости от положения нагревательного устройства на PCB и высоты, или большие плоские радиаторы. Вырезать различные положения высоты компонентов. Крышка радиатора целиком застегнута на поверхности детали и контактирует с ней для охлаждения. Однако из - за низкой степени согласованности компонентов в процессе сборки и сварки эффект охлаждения был плохим. Как правило, на поверхность элемента добавляется мягкая термофазная тепловая прокладка для улучшения эффекта охлаждения.

3 Для устройств со свободным конвективным воздушным охлаждением лучше разместить интегральные схемы (или другое оборудование) вертикально или горизонтально.

4 Использование разумной конструкции проводки для достижения охлаждения

Из - за плохой теплопроводности смолы в пластине, а линии и отверстия медной фольги являются хорошими тепловыми проводниками, увеличение остаточного коэффициента медной фольги и увеличение отверстий для теплопроводности являются основными средствами охлаждения.

Для оценки теплоотводящей способности ПХБ необходимо рассчитать эквивалентную теплопроводность (девять эквивалентов) композитов, состоящих из различных материалов с различной теплопроводностью, - изоляционную подложку ПХД.

5 Оборудование на одной и той же печатной пластине должно быть размещено, насколько это возможно, в соответствии с его теплотой и теплоотдачей. Оборудование с низкой теплоотдачей или низкой теплостойкостью (например, небольшие сигнальные транзисторы, небольшие интегральные схемы, электролитические конденсаторы и т.д.) должно быть помещено в охлаждающее состояние. В верхней части воздушного потока (вход) оборудование с высокой теплостойкостью или термостойкостью (например, транзисторы мощности, большие интегральные схемы и т.д.) должно быть размещено в нижнем течении охлаждающего воздушного потока.

6 В горизонтальном направлении мощные устройства размещаются как можно ближе к краю печатной пластины, чтобы сократить путь теплопередачи; В вертикальном направлении мощные устройства расположены как можно ближе к верхней части печатной пластины, чтобы снизить температуру при работе других устройств. Воздействие

7 Отопление печатной платы в оборудовании в основном зависит от воздушного потока, поэтому при проектировании следует изучить путь воздушного потока и разумно настроить оборудование или печатную плату. Когда воздух течет, он всегда имеет тенденцию течь в местах с низким сопротивлением, поэтому при настройке оборудования на печатных платах избегайте большого воздушного пространства в определенной области. Та же проблема должна быть замечена и в конфигурации нескольких печатных плат во всей машине.

Температурные чувствительные устройства лучше всего размещать в зонах с самой низкой температурой (например, внизу устройства). Не размещайте его непосредственно над нагревательным устройством. Лучше всего разместить несколько устройств в горизонтальной плоскости.

9 Расположение наиболее энергоемких и теплогенерирующих компонентов вблизи оптимального места для отвода тепла. Не размещайте высокотемпературные устройства в углах и на периферийных краях печатной пластины, если рядом нет радиатора. При проектировании силовых резисторов выбирайте как можно больше устройств и предоставляйте им достаточное пространство для охлаждения при настройке компоновки печатной пластины.

10 Радиочастотные усилители мощности или LED PCB используют металлическую основу. 11 Избегайте концентрации горячих точек на PCB, распределяйте мощность на панели PCB, насколько это возможно, равномерно, поддерживая равномерные температурные характеристики поверхности PCB. В процессе проектирования, как правило, трудно достичь строгого равномерного распределения, но необходимо избегать областей с высокой плотностью мощности, чтобы не допустить, чтобы горячие точки влияли на нормальную работу всей схемы. По возможности необходимо проанализировать тепловую эффективность печатных схем. Например, программные модули для анализа показателей тепловой эффективности, добавленные в некоторые специализированные программы для проектирования PCB, могут помочь дизайнерам оптимизировать дизайн схем. IV. Резюме 3.1 Выбор материала (1) Повышение температуры проводника печатной пластины в результате электрического тока плюс заданная температура окружающей среды не должно превышать 125 градусов по Цельсию (обычно типичные значения, которые могут варьироваться в зависимости от выбранной пластины). Поскольку компоненты, установленные на печатных листах, также излучают некоторое количество тепла, что влияет на рабочую температуру, эти факторы следует учитывать при выборе материалов и проектировании печатных листов. Температура в горячей точке не должна превышать 125 градусов по Цельсию. По возможности выбирайте более толстые медные листы (2) В особых случаях можно выбрать алюминиевую основу, керамическую основу и другие пластины с низким тепловым сопротивлением. (3) Многослойная конструкция пластины способствует тепловой конструкции PCB.

3.2 Обеспечить бесперебойную работу канала охлаждения (1) в полной мере использовать расположение компонентов, медную кожуру, открытые окна и отверстия для охлаждения, чтобы создать разумный и эффективный канал с низким тепловым сопротивлением, чтобы обеспечить плавный выход тепла в PCB. (2) Установка отверстий для отвода тепла спроектирована таким образом, что некоторые отверстия для отвода тепла и слепые отверстия могут эффективно увеличивать площадь отвода тепла и уменьшать тепловое сопротивление, увеличивая плотность мощности платы. Например, на сварном диске устройства LCCC устанавливается перфорация. Во время производства схемы припой заполняет ее, чтобы улучшить теплопроводность. Тепло, вырабатываемое в процессе работы схемы, может быстро передаваться через сквозные или слепые отверстия на металлический радиатор или на медную подушку на обратной стороне для охлаждения. В некоторых конкретных случаях платы с радиатором специально предназначены и используются. Теплоотводящие материалы обычно представляют собой медь / молибден и другие материалы, такие как печатные пластины, используемые в некоторых модульных источниках питания. (3) Использование теплопроводного материала для снижения теплового сопротивления процесса теплопроводности, использование теплопроводного материала на контактной поверхности между энергопотребляющим устройством и подложкой для повышения эффективности теплопроводности. (4) Этот технологический метод может привести к локальной высокой температуре в некоторых областях, установленных с обеих сторон оборудования. Чтобы улучшить условия охлаждения, в пасте можно смешать небольшое количество меди, под устройством обратной сварки будет определенное количество точек сварки. Высоко. Увеличивается разрыв между устройством и печатной пластиной, увеличивается конвективное охлаждение.

3.3 Требования к расположению деталей

(1) Программный термический анализ ПХБ, проектирование и контроль максимального внутреннего повышения температуры;

(2) Можно было бы рассмотреть вопрос о специальной конструкции и установке на печатных платах компонентов с высоким содержанием тепла и излучения;

(3) Теплоемкость листов распределена равномерно. Не концентрируйте внимание на высокомощных компонентах. Если это неизбежно, поместите короткие детали вверх по течению потока и убедитесь, что достаточное количество охлаждающего воздуха течет через концентрированную область теплового расхода;