Thiết kế điện tử - Kỹ năng thiết kế nhiệt phân tán mạch PCB

1. Sự quan trọng của nhiệt độ

Cho thiết bị điện, một lượng nhiệt nhất định được tạo ra trong lúc hoạt động, để nhiệt độ bên trong của thiết bị tăng lên nhanh chóng. Nếu nhiệt không phân tán kịp thời, Thiết bị sẽ tiếp tục nóng lên., và thiết bị sẽ hỏng do quá nóng. Sự đáng tin cậy của hệ thống thiết bị điện tử sẽ giảm đi.. Do đó, It is very important to carry a good nhiệt disease treatment on the bảng mạch.

Thứ hai, phân tích các yếu tố tăng nhiệt độ của bảng mạch in.

Nguyên nhân trực tiếp của sự tăng nhiệt độ của tấm ván in là do có thiết bị tiêu thụ điện tử mạch. Thiết bị điện tử đều có mức độ tiêu thụ năng lượng khác nhau, và nhiệt độ tùy thuộc vào kích thước của tiêu thụ điện lực.

Hai hiện tượng tăng nhiệt độ trong bảng in:

(1) Sóng nhiệt độ địa phương hay tăng nhiệt độ vùng lớn;

(2) Short-term temperature rise or long-term temperature rise. Khi phân tích PCB sức mạnh nhiệt, nó được phân tích theo các khía cạnh sau:.

Năng lượng điện tử

(1) phân tích nguồn điện tiêu thụ từng vùng một;

(2) Phân tích phân tích nguồn điện tiêu thụ trên PCB.

2.2 Cấu trúc của tấm ván in

(1) Kích thước của tấm bảng in,

(2) Chất liệu của tấm ván in.

2.3 Cách lắp bảng in

(1) Phương pháp lắp đặt (như là lắp ráp dọc, lắp đặt ngang)

(2) Điều kiện niêm phong và khoảng cách với vỏ.

2.4 Bức xạ nhiệt.

(1) tác động của bề mặt chịu in,

(2) Nhiệt độ khác nhau giữa tấm ván in và bề mặt liền kề và nhiệt độ tuyệt đối của chúng

Phát dẫn nhiệt

(1) Cài bộ tản nhiệt vào;

(2) Nhập các bộ phận cấu trúc khác.

2.6 Cấu hình nhiệt

(1) Biến dạng tự nhiên;

(2) Pha trộn nhiệt độ.

Phân tích các yếu tố trên từ PCB là cách hiệu quả để giải quyết sự tăng nhiệt độ của cái bảng in. Những yếu tố này thường liên quan và phụ thuộc lẫn nhau trong một sản phẩm và hệ thống. Hầu hết các yếu tố cần được phân tích theo tình trạng thực tế, và chỉ với một số đặc điểm. Thực tế tình trạng có thể tính hay ước lượng các tham số như nhiệt độ tăng cao và tiêu thụ điện.

Ba, một số phương pháp thiết kế nhiệt PCB

Độ phân tán nhiệt qua bảng PCB

Hiện tại, những tấm ván PCB được sử dụng rộng rãi là vải đồng bảo va-trước-hô-va-trước hoặc các nền vải bằng nhựa nhựa với trù phenol, và một lượng nhỏ các tấm ván đồng phủ bằng giấy được dùng. Mặc dù các phương tiện này có tính chất điện và tính chất xử lý tốt, nhưng chúng có độ phân tán nhiệt kém. Là đường dẫn độ phân tán nhiệt cho các thành phần nóng cao, gần như không thể chờ đợi nhiệt từ nhựa của nó điều khiển nhiệt, nhưng phân tán nhiệt từ bề mặt của thành phần tới không khí bao quanh. Tuy nhiên, khi các sản phẩm điện tử đã đi vào thời đại thu nhỏ các thành phần, nhiệt độ cao, và nhiệt độ nóng, không đủ để dựa vào bề mặt của một thành phần với một bề mặt rất nhỏ để phân tán nhiệt. Cùng với việc sử dụng các thành phần trên bề mặt rộng lớn như QFF và BGA, một lượng lớn nhiệt tạo ra bởi các thành phần được truyền sang bảng PCB. Do đó, cách tốt nhất để giải quyết vấn đề phân tán nhiệt là cải thiện khả năng phân tán nhiệt của cả PCB, mà trực tiếp tiếp tiếp tiếp tiếp với các nguyên tố nhiệt, qua bảng PCB. Được gửi đi hay tỏa ra.

2 Các thành phần nhiệt suất cao cộng sản xuất lò sưởi và lò nhiệt dẫn.

Khi một số lượng nhỏ các thành phần trong PCB sản xuất ra một lượng lớn nhiệt (ít hơn 3) có thể thêm một bồn hay ống nhiệt vào thiết bị sưởi. Khi nhiệt độ không thể hạ xuống, một bồn nhiệt với quạt có thể được dùng để tăng hiệu ứng độ phân tán nhiệt. Khi số thiết bị nóng lớn (hơn 3) có thể sử dụng một lớp vỏ bọc phun nhiệt lớn (tấm ván) có thể là một bồn rửa nhiệt đặc biệt được tùy chỉnh theo vị trí và chiều cao của thiết bị nóng ở PCB hay một bồn nhiệt lớn, cắt ra vị trí cao khác nhau. Bề mặt của bộ phận phân tán nhiệt bị bao phủ to àn phần, và nó được tiếp xúc với mỗi thành phần để phân tán nhiệt. Tuy nhiên, hiệu ứng phân tán nhiệt không tốt vì độ cao thấp trong quá trình lắp ráp và hàn các thành phần. Thông thường, một lớp nhiệt thay đổi nhiệt độ mềm được thêm vào bề mặt của thành phần để tăng hiệu ứng phân tán nhiệt.

Những thiết bị xử lý khí lạnh tự động, tốt nhất là sắp xếp các mạch hoà hợp (hay các thiết bị khác) theo chiều dọc hay chiều ngang.

4 Thiết kế dây dẫn hợp lý để phân tán nhiệt.

Bởi vì chất nhựa ở tấm đĩa có mức điện nhiệt thấp, và các sợi nhôm đồng và các lỗ thủng khá tốt có khả năng dẫn nhiệt, tăng cường độ còn lại của lớp đồng và tăng cường các lỗ dẫn nhiệt dẫn nhiệt là phương tiện chính để phân tán nhiệt.

Để đánh giá khả năng phân tán nhiệt của PCB, cần tính to án khả năng dẫn truyền nhiệt tương đương (chín eQ) của vật liệu tổng hợp, bao gồm các vật liệu khác nhau với cách dẫn truyền nhiệt khác nhau, từ vật liệu cách ly của PCB.

5 Những thiết bị trên cùng một tấm ván in nên được sắp xếp theo giá trị nhiệt độ và độ phân tán nhiệt độ của chúng. Thiết bị với giá trị giảm nhiệt hay thấp độ kháng cự nhiệt (như các siêu dẫn tín hiệu nhỏ, các mạch tổng hợp nhỏ, tụ điện phân giải, v. d. d. nên được đặt trong bộ lọc phần cao của không khí (ở lối vào) và những thiết bị với nhiệt độ lớn (như các siêu dẫn điện, các mạch tổng hợp quy mô lớn, v.v) được đặt ở phần thấp nhất của khoang lạnh.

6 Theo hướng ngang, các thiết bị có năng lượng cao được đặt càng gần mép của tấm ván in càng tốt để ngắn đường dẫn truyền nhiệt. ở hướng dọc, các thiết bị có năng lượng cao được đặt càng gần đầu tấm ván để giảm nhiệt độ của các thiết bị khác khi những thiết bị này đang hoạt động. Sóng.

7 Việc phân tán nhiệt của tấm ván in trên thiết bị chủ yếu phụ thuộc vào dòng khí, nên việc nghiên cứu đường dẫn khí trong suốt thiết kế, thiết bị hay bảng mạch in phải được cấu hình một cách hợp lý. Khi khí chảy, nó luôn có xu hướng chảy ở những nơi có ít kháng cự, nên khi cấu hình thiết bị trên bảng mạch in, tránh rời khỏi một không phận lớn ở một khu vực nhất định. Cấu hình các bảng mạch in khác trong to àn bộ máy cũng nên chú ý đến vấn đề tương tự.

8. Thiết bị nhạy cảm với nhiệt độ được đặt tốt nhất ở khu nhiệt độ thấp nhất (như đáy của thiết bị). Đừng đặt nó trực tiếp trên thiết bị sưởi ấm. Tốt nhất là ba lô nhiều thiết bị bị nằm ngang.

9 Sắp xếp các thành phần với mức năng lượng cao nhất và sản xuất nhiệt độ cao nhất gần vị trí tốt nhất cho độ phân tán nhiệt. Không đặt thiết bị nóng cao ở góc và các cạnh ngoại vi của tấm ván in, trừ khi cái bồn nhiệt được sắp xếp gần nó. Khi thiết kế các cự li điện, hãy chọn một thiết bị lớn nhất có thể, và làm cho nó có đủ khoảng trống để phân tán nhiệt khi điều chỉnh sơ đồ của tấm ván in.

10 The RF power amplifier or LED PCB nhận nuôi một đĩa nền bằng kim loại.

11 Tránh tập trung các điểm nóng vào PCB, công bố năng lượng đều đặn PCB bảng as much as possible, và giữ lại PCB bề mặt nhiệt độ khớp và chắc chắn. Trong quá trình thiết kế, rất khó đạt được mức độ phân phối hoàn hảo., nhưng khu vực có mật độ điện quá cao phải được tránh để các điểm nóng không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của to àn bộ mạch. Nếu có thể, cần phải phân tích năng lượng nhiệt của mạch in.. Ví dụ như, phần mềm mềm về phân tích năng lượng nhiệt thêm vào mô- đun chuyên nghiệp PCB phần mềm thiết kế có thể giúp nhà thiết kế tối ưu.