U elektronických zařízení se během provozu vytváří určité množství tepla, takže vnitřní teplota zařízení rychle stoupá. Pokud se teplo neodvede včas, zařízení se bude nadále zahřívat a zařízení selže v důsledku přehřátí. Spolehlivost elektronického zařízení Výkon se sníží.

Proto je velmi důležité provést na povrchu dobrý odvod tepla deska. Odvod tepla plošného spoje je velmi důležitým článkem, takže jaká je technika odvodu tepla plošného spoje, pojďme si to společně probrat níže.

1. Odvod tepla samotnou deskou PCB V současné době široce používanými deskami PCB jsou substráty plátované mědí/epoxidovou skelnou tkaninou nebo substráty skelné tkaniny z fenolové pryskyřice a používá se malé množství desek plátovaných mědí na bázi papíru.

Přestože tyto substráty mají vynikající elektrické vlastnosti a zpracovatelské vlastnosti, mají špatný odvod tepla. Jako cesta pro odvod tepla u vysoce zahřívaných součástek je téměř nemožné očekávat, že teplo od pryskyřice samotné desky plošných spojů bude teplo vést, ale bude teplo odvádět z povrchu součástky do okolního vzduchu.

Protože však elektronické produkty vstoupily do éry miniaturizace součástek, montáže s vysokou hustotou a montáže s vysokým zahříváním, nestačí se spoléhat na to, že teplo odvádí povrch součástky s velmi malým povrchem.

Zároveň díky rozsáhlému použití součástek pro povrchovou montáž, jako jsou QFP a BGA, se teplo generované součástkami ve velkém přenáší na desku PCB. Proto je nejlepším způsobem, jak vyřešit odvod tepla, zlepšit schopnost odvodu tepla samotné desky plošných spojů, která je v přímém kontaktu s topným tělesem. K přenosu nebo vysílání.

Přidejte teplo odvádějící měděnou fólii a měděnou fólii s velkoplošným napájením

Tepelné přes

Expozice mědi na zadní straně IC snižuje tepelný odpor mezi měděným pláštěm a vzduchem

Rozložení PCB

A. Umístěte zařízení citlivé na teplo do oblasti studeného větru.

b. Umístěte zařízení pro detekci teploty do nejteplejší polohy.

C. Zařízení na stejné desce plošných spojů by měla být uspořádána pokud možno podle jejich výhřevnosti a stupně odvodu tepla. Zařízení s nízkou výhřevností nebo špatnou tepelnou odolností (jako jsou malé signálové tranzistory, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atd.) by měla být umístěna Nejvyšší proud chladicího vzduchu (na vstupu) a zařízení s velkým teplem generace nebo dobrá tepelná odolnost (jako jsou výkonové tranzistory, rozsáhlé integrované obvody atd.) jsou umístěny v nejspodnější části proudu chladicího vzduchu.

d. V horizontálním směru jsou zařízení s vysokým výkonem umístěna co nejblíže okraji desky s plošnými spoji, aby se zkrátila cesta přenosu tepla; ve vertikálním směru jsou zařízení s vysokým výkonem umístěna co nejblíže k horní části desky s plošnými spoji, aby se snížila teplota ostatních zařízení, když tato zařízení pracují Dopad.

E. Odvod tepla desky s plošnými spoji v zařízení závisí hlavně na proudění vzduchu, takže dráha proudění vzduchu by měla být studována během návrhu a zařízení nebo deska s plošnými spoji by měla být přiměřeně nakonfigurována. Když vzduch proudí, vždy má tendenci proudit v místech s nízkým odporem, takže při konfiguraci zařízení na desce s plošnými spoji se vyhněte ponechání velkého vzdušného prostoru v určité oblasti. Stejnému problému by měla věnovat pozornost i konfigurace více desek plošných spojů v celém stroji.

F. Zařízení citlivé na teplotu je nejlepší umístit do oblasti s nejnižší teplotou (jako je spodní část zařízení). Nikdy jej neumísťujte přímo nad topné zařízení. Nejlepší je rozmístit více zařízení ve vodorovné rovině.

G. Uspořádejte zařízení s nejvyšší spotřebou energie a nejvyšším vývinem tepla v blízkosti nejlepší polohy pro odvod tepla. Neumísťujte zařízení s vysokým ohřevem na rohy a obvodové okraje tištěné desky, pokud v jejich blízkosti není umístěn chladič. Při návrhu výkonového rezistoru volte co nejvíce větší zařízení a při úpravě rozložení plošného spoje mu dejte dostatek prostoru pro odvod tepla.

h. Doporučené rozestupy součástí:

10 praktických způsobů, jak odvádět teplo pro PCB

10 praktických způsobů, jak odvádět teplo pro PCB

2. Součásti generující vysoké teplo plus radiátory a teplovodivé desky. Když několik součástí v desce plošných spojů generuje velké množství tepla (méně než 3), lze k součástem generujícím teplo přidat chladič nebo tepelnou trubici. Pokud nelze teplotu snížit, lze použít radiátor s ventilátorem pro zvýšení efektu odvodu tepla.

Pokud je počet topných zařízení velký (více než 3), lze použít velký kryt pro odvod tepla (desku), což je speciální chladič přizpůsobený podle polohy a výšky topného zařízení na desce plošných spojů nebo velké ploše chladič Vyřízněte různé polohy výšky komponentu.

Kryt pro odvod tepla je integrálně vyboulen na povrchu součásti a je v kontaktu s každou součástí, aby odváděl teplo. Účinek odvodu tepla však není dobrý kvůli špatné konzistenci výšky při montáži a svařování součástí. Obvykle se na povrch součásti přidává měkká tepelná podložka se změnou fáze, aby se zlepšil účinek rozptylu tepla.

3. U zařízení, které využívá chlazení vzduchem s volným prouděním vzduchu, je nejlepší uspořádat integrované obvody (nebo jiná zařízení) svisle nebo vodorovně.

4. Pro realizaci odvodu tepla použijte rozumný návrh zapojení. Protože pryskyřice v desce má špatnou tepelnou vodivost a čáry a otvory měděné fólie jsou dobrými vodiči tepla, zvýšení zbývajícího množství měděné fólie a zvětšení tepelných otvorů jsou hlavními prostředky pro rozptyl tepla.

Pro vyhodnocení schopnosti odvodu tepla DPS je nutné vypočítat ekvivalentní tepelnou vodivost (devět ekv.) kompozitního materiálu složeného z různých materiálů s různou tepelnou vodivostí – izolačního substrátu pro DPS.

5. Zařízení na stejné desce s plošnými spoji by měla být uspořádána pokud možno podle jejich výhřevnosti a stupně odvodu tepla. Zařízení s nízkou výhřevností nebo špatnou tepelnou odolností (jako jsou malé signálové tranzistory, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atd.) by měla být umístěna Nejvyšší proud chladicího vzduchu (na vstupu) a zařízení s velkým teplem nebo tepelné odpory (jako jsou výkonové tranzistory, rozsáhlé integrované obvody atd.) jsou umístěny v nejspodnější části proudu chladicího vzduchu.

6. V horizontálním směru jsou zařízení s vysokým výkonem uspořádána co nejblíže okraji desky s plošnými spoji, aby se zkrátila cesta přenosu tepla; ve vertikálním směru jsou zařízení s vysokým výkonem uspořádána co nejblíže k horní části desky s plošnými spoji, aby se snížila teplota ostatních zařízení, když tato zařízení pracují. Dopad.

7. Odvod tepla z desky s plošnými spoji v zařízení závisí hlavně na proudění vzduchu, takže dráha proudění vzduchu by měla být studována během návrhu a zařízení nebo deska s plošnými spoji by měly být přiměřeně nakonfigurovány.

Když vzduch proudí, má vždy tendenci proudit v místech s nízkým odporem, takže při konfiguraci zařízení na desce s plošnými spoji se vyhněte ponechání velkého vzdušného prostoru v určité oblasti. Stejnému problému by měla věnovat pozornost i konfigurace více desek plošných spojů v celém stroji.

8. Zařízení citlivé na teplotu je nejlepší umístit do oblasti s nejnižší teplotou (jako je spodní část zařízení). Nikdy jej neumísťujte přímo nad topné zařízení. Nejlepší je rozmístit více zařízení ve vodorovné rovině.

9. Uspořádejte zařízení s nejvyšší spotřebou energie a nejvyšším vývinem tepla v blízkosti nejlepší polohy pro odvod tepla. Neumísťujte zařízení s vysokým ohřevem na rohy a obvodové okraje tištěné desky, pokud v jejich blízkosti není umístěn chladič.

Při návrhu výkonového rezistoru volte co nejvíce větší zařízení a při úpravě rozložení plošného spoje mu dejte dostatek prostoru pro odvod tepla.

10. Vyhněte se koncentraci horkých míst na desce plošných spojů, rozdělte výkon na desku plošných spojů co nejvíce rovnoměrně a udržujte výkon povrchové teploty plošného spoje rovnoměrný a konzistentní.

Často je obtížné dosáhnout přísné rovnoměrné distribuce během procesu návrhu, ale je třeba se vyhnout oblastem s příliš vysokou hustotou výkonu, aby se zabránilo tomu, že horká místa ovlivní normální provoz celého okruhu.

Pokud je to možné, je nutné analyzovat tepelné vlastnosti tištěného spoje. Například softwarový modul pro analýzu indexu tepelného výkonu přidaný do některého profesionálního softwaru pro návrh PCB může návrhářům pomoci optimalizovat návrh obvodu.