Технология PCB - какой режим охлаждения печатных плат

Высокое нагревательное устройство с теплоотводом и теплопроводящей пластиной

Если в печатной плате имеется несколько компонентов с высоким уровнем нагрева (менее 3), в нагревательное устройство можно добавить теплоотвод или теплопроводящую трубку. Если температура не может быть снижена, для усиления эффекта теплоотвода можно использовать радиатор с вентилятором. Если количество нагревательных приборов велико (более 3), можно использовать большой радиатор (пластину). Это специальный радиатор, настроенный в соответствии с положением и высотой нагревательного устройства на плате печатных плат, или большой плоский радиатор для вырезания различных компонентов по высоте. Теплоотводящая крышка пристегивается к поверхности компонента в целом, и теплоотвод находится в контакте с каждым компонентом. Однако эффект рассеивания тепла не очень хорош из-за плохой консистенции компонентов. Для улучшения эффекта рассеивания тепла на поверхность компонента обычно добавляется мягкая тепловая фазовая прокладка.

передача тепла через пластину печатных плат

В настоящее время широко используются печатных плат с медным покрытием/стеклотканью из эпоксидного стекла или бакелитовой смолы, а также небольшое количество медных плат с бумажным покрытием. Хотя эти платы обладают отличными электрическими свойствами и обрабатываемостью, они плохо отводят тепло. режим теплоотдачи как часть, тепло вряд ли можно ожидать, чтобы быть переданы RESIN самой печатных плат, но тепло рассеивается от поверхности части в окружающий воздух. Однако с внедрением электроники в миниатюризацию элементов, установку с высокой плотностью и высокотемпературный монтаж, теплоотвод не может быть достаточным только по поверхности виджета с очень малой площадью поверхности. В то же время широкое использование компонентов поверхностного монтажа, таких как QFP и BGA, приводит к выделению большого количества тепла при сборке печатные платы. Поэтому лучшим способом решения проблемы охлаждения является увеличение теплоотдачи печатных плат, находящейся в непосредственном контакте с нагревательными элементами, и проведение или излучение его через панель печатные платы.

Примите разумный дизайн проводки для достижения теплоотдачи

Поскольку смола в листе имеет плохую теплопроводность, а линии и отверстия медной фольги являются хорошими теплопроводниками, поэтому улучшение остаточной скорости медной фольги и увеличение теплопроводности отверстий являются основными средствами отвода тепла.

Чтобы оценить способность печатных плат рассеивать тепло, необходимо рассчитать эквивалентный коэффициент теплопроводности (nine eq) изолирующей подложки для печатной платы, которая состоит из различных материалов с разной теплопроводностью.

Для оборудования, охлаждаемого воздухом со свободной конвекцией, лучше всего располагать интегральные схемы (или другие устройства) продольными или поперечными отрезками.

Устройства на одной печатной плате следует располагать, насколько это возможно, в соответствии с их теплотворной способностью и степенью теплоотдачи. Устройства с низкой теплотворной способностью или плохой теплостойкостью (например, малосигнальные транзисторы, малогабаритные интегральные схемы, электролитические конденсаторы и т. д.) следует размещать в верхней части потока охлаждающего воздуха (на входе). Устройства с высокой теплотворной способностью или хорошей теплостойкостью (например, силовые транзисторы, крупногабаритные интегральные схемы и т. д.) размещаются в самом низу потока охлаждающего воздуха.

в горизонтальном направлении мощные устройства должны быть расположены как можно ближе к краю печатных плат, чтобы сократить путь теплопередачи; в вертикальном направлении мощные устройства располагаются как можно ближе к печатной плате, чтобы уменьшить влияние этих устройств на температуру других устройств при их работе.

Термочувствительное устройство лучше всего размещать в области с самой низкой температурой (например, в нижней части оборудования), не ставьте его на нагревательное устройство, расположенное непосредственно над ним; несколько устройств лучше всего располагать в шахматном порядке на горизонтальной плоскости.

Теплоотдача печатной платы в оборудовании в основном зависит от воздушного потока, поэтому при проектировании следует изучить пути воздушного потока, а устройство или печатная плата должны иметь разумную конфигурацию. Воздушный поток всегда стремится туда, где сопротивление мало, поэтому при конфигурировании устройств на печатных платах следует избегать образования большого воздушного пространства в определенной области. При конфигурировании нескольких печатных плат во всей машине следует обратить внимание на ту же проблему.

Избегайте концентрации горячих точек на печатной плате, равномерно распределяйте мощность по плате, насколько это возможно, и поддерживайте температуру поверхности печатной платы равномерной и постоянной. Часто в процессе проектирования трудно добиться строго равномерного распределения, но необходимо избегать участков со слишком высокой плотностью мощности, чтобы не нарушить нормальную работу всей схемы. Если возможно, необходимо проанализировать тепловые характеристики печатной схемы. Например, программный модуль анализа индекса тепловых характеристик, добавленный в некоторые профессиональные программы для проектирования печатных плат, может помочь разработчикам оптимизировать дизайн схемы.

Размещайте устройства с наибольшей потребляемой мощностью и тепловыделением в местах с наилучшими условиями для отвода тепла. Не размещайте горячие компоненты в углах и на краях печатных плат, если рядом нет устройства охлаждения. При проектировании силового сопротивления выбирайте как можно более крупное устройство, а при настройке разводки печатной платы - так, чтобы оставалось достаточно места для отвода тепла.

Устройства с высокой теплоотдачей должны быть соединены с подложкой, чтобы минимизировать тепловое сопротивление между ними. Чтобы лучше удовлетворить требования к тепловым характеристикам, можно использовать некоторые теплопроводящие материалы (например, слой теплопроводящего силикагеля) на нижней части микросхемы, и поддерживать определенную площадь контакта для отвода тепла от устройства.

Соединение устройства с подложкой:

(1) Сократите длину выводов устройства настолько, насколько это возможно;

(2) При выборе мощных устройств следует учитывать теплопроводность материала выводов и по возможности выбирать максимальное поперечное сечение выводов;

(3) Выбирайте устройства с большим количеством выводов.

Выбор упаковки устройства:

(1) При рассмотрении теплового дизайна следует обратить внимание на описание упаковки устройства и ее теплопроводность;

(2) следует уделить внимание обеспечению хорошей теплопроводности между подложкой и корпусом устройства;

(3) На пути теплопроводности следует избегать воздушных перегородок, если такая ситуация может быть заполнена теплопроводящими материалами.