Bei elektronischen Geräten entsteht im Betrieb eine gewisse Wärmemenge, so dass die Innentemperatur des Gerätes schnell ansteigt. Wird die Wärme nicht rechtzeitig abgeführt, heizt sich das Gerät weiter auf und das Gerät fällt wegen Überhitzung aus. Die Zuverlässigkeit der elektronischen Geräte Die Leistung nimmt ab.

Daher ist es sehr wichtig, eine gute Wärmeableitungsbehandlung an der Platine. Die Wärmeableitung der PCB-Leiterplatte ist ein sehr wichtiges Glied, also lassen Sie uns die Wärmeableitungstechnik der PCB-Leiterplatte im Folgenden gemeinsam besprechen.

1. Wärmeableitung durch die Leiterplatte selbst Die derzeit weit verbreiteten Leiterplatten sind kupferplattierte/Epoxidglasgewebesubstrate oder Phenolharzglasgewebesubstrate, und eine kleine Menge kupferplattierter Leiterplatten auf Papierbasis wird verwendet.

Obwohl diese Substrate ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften aufweisen, weisen sie eine schlechte Wärmeableitung auf. Als Wärmeableitungspfad für stark erwärmende Komponenten ist es fast unmöglich zu erwarten, dass Wärme vom Harz der Leiterplatte selbst Wärme leitet, sondern Wärme von der Oberfläche der Komponente an die Umgebungsluft abgibt.

Da jedoch elektronische Produkte in das Zeitalter der Miniaturisierung von Komponenten, der Montage mit hoher Dichte und der Montage mit hoher Erwärmung eingetreten sind, reicht es nicht aus, sich auf die Oberfläche einer Komponente mit einer sehr kleinen Oberfläche zu verlassen, um Wärme abzuleiten.

Gleichzeitig wird aufgrund der umfangreichen Verwendung von oberflächenmontierbaren Komponenten wie QFP und BGA die von den Komponenten erzeugte Wärme in großem Umfang auf die Leiterplatte übertragen. Daher ist der beste Weg, die Wärmeableitung zu lösen, die Wärmeableitungskapazität der Leiterplatte selbst zu verbessern, die in direktem Kontakt mit dem Heizelement steht. Zu senden oder auszusenden.

Fügen Sie wärmeableitende Kupferfolie und Kupferfolie mit großflächigem Netzteil hinzu

Thermische Via

Das Freilegen von Kupfer auf der Rückseite des ICs verringert den Wärmewiderstand zwischen der Kupferhaut und der Luft

PCB-Layout

A. Platzieren Sie das wärmeempfindliche Gerät im Kaltwindbereich.

B. Stellen Sie das Temperaturerfassungsgerät in die heißeste Position.

C. Die Geräte auf der gleichen Leiterplatte sollten möglichst nach Heizwert und Wärmeabfuhrgrad angeordnet werden. Geräte mit niedrigem Heizwert oder schlechter Wärmebeständigkeit (z. B. kleine Signaltransistoren, kleine integrierte Schaltkreise, Elektrolytkondensatoren usw.) sollten platziert werden Der oberste Strom des Kühlluftstroms (am Eingang) und die Geräte mit großer Hitze Erzeugung oder gute Wärmebeständigkeit (wie Leistungstransistoren, großflächige integrierte Schaltkreise usw.) werden im untersten Teil des Kühlluftstroms platziert.

D. In horizontaler Richtung werden Hochleistungsgeräte so nah wie möglich am Rand der Leiterplatte platziert, um den Wärmeübertragungsweg zu verkürzen; in vertikaler Richtung werden Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Oberseite der Leiterplatte platziert, um die Temperatur anderer Geräte zu reduzieren, wenn diese Geräte arbeiten Impact.

e. Die Wärmeableitung der Leiterplatte im Gerät beruht hauptsächlich auf dem Luftstrom, daher sollte der Luftstrompfad während des Entwurfs untersucht und das Gerät oder die Leiterplatte angemessen konfiguriert werden. Wenn Luft strömt, neigt sie immer dazu, an Orten mit geringem Widerstand zu strömen. Vermeiden Sie daher bei der Konfiguration von Geräten auf einer Leiterplatte, einen großen Luftraum in einem bestimmten Bereich zu hinterlassen. Auch die Konfiguration mehrerer Leiterplatten in der gesamten Maschine sollte dem gleichen Problem Rechnung tragen.

F. Das temperaturempfindliche Gerät wird am besten im Bereich mit der niedrigsten Temperatur platziert (z. B. an der Unterseite des Geräts). Stellen Sie es niemals direkt über dem Heizgerät auf. Es ist am besten, mehrere Geräte auf der horizontalen Ebene zu versetzen.

g. Ordnen Sie die Geräte mit dem höchsten Stromverbrauch und der höchsten Wärmeentwicklung in der Nähe der besten Position zur Wärmeableitung an. Platzieren Sie keine stark erwärmenden Geräte an den Ecken und Randkanten der Leiterplatte, es sei denn, es ist ein Kühlkörper in der Nähe angeordnet. Wählen Sie beim Entwerfen des Leistungswiderstands ein möglichst größeres Gerät und lassen Sie beim Anpassen des Layouts der Leiterplatte genügend Platz für die Wärmeableitung.

h. Empfohlener Komponentenabstand:

10 praktische Möglichkeiten zur Wärmeableitung für PCB

10 praktische Möglichkeiten zur Wärmeableitung für PCB

2. Stark wärmeerzeugende Komponenten plus Radiatoren und wärmeleitende Platten. Wenn einige Komponenten in der Leiterplatte eine große Wärmemenge (weniger als 3) erzeugen, kann den wärmeerzeugenden Komponenten ein Kühlkörper oder eine Heatpipe hinzugefügt werden. Wenn die Temperatur nicht gesenkt werden kann, kann ein Kühler mit Lüfter verwendet werden, um die Wärmeableitung zu verbessern.

Wenn die Anzahl der Heizgeräte groß ist (mehr als 3), kann eine große Wärmeableitungsabdeckung (Platine) verwendet werden, bei der es sich um einen speziellen Kühlkörper handelt, der entsprechend der Position und Höhe des Heizgeräts auf der Leiterplatte oder einer großen Fläche angepasst wird Kühlkörper Unterschiedliche Bauteilhöhenpositionen ausschneiden.

Die Wärmeableitungsabdeckung ist auf der Oberfläche der Komponente einstückig geknickt und steht mit jeder Komponente in Kontakt, um Wärme abzuleiten. Die Wärmeableitungswirkung ist jedoch aufgrund der schlechten Höhenkonstanz beim Zusammenbau und beim Schweißen von Bauteilen nicht gut. Üblicherweise wird ein weiches thermisches Phasenwechsel-Wärmeleitpad auf der Oberfläche des Bauteils hinzugefügt, um die Wärmeableitungswirkung zu verbessern.

3. Bei Geräten mit freier Konvektionsluftkühlung ist es am besten, integrierte Schaltkreise (oder andere Geräte) vertikal oder horizontal anzuordnen.

4. Verwenden Sie ein angemessenes Verdrahtungsdesign, um die Wärmeableitung zu realisieren. Da das Harz in der Platte eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist und die Kupferfolienleitungen und -löcher gute Wärmeleiter sind, sind die Erhöhung der Restmenge der Kupferfolie und die Erhöhung der thermischen Löcher das Hauptmittel der Wärmeableitung.

Um die Wärmeableitungskapazität der PCB zu bewerten, ist es notwendig, die äquivalente Wärmeleitfähigkeit (neun eq) des Verbundmaterials aus verschiedenen Materialien mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit zu berechnen – dem isolierenden Substrat für die PCB.

5. Die Geräte auf der gleichen Leiterplatte sollten möglichst nach Heizwert und Wärmeabfuhrgrad angeordnet werden. Geräte mit niedrigem Heizwert oder schlechter Wärmebeständigkeit (z. B. kleine Signaltransistoren, kleine integrierte Schaltkreise, Elektrolytkondensatoren usw.) sollten platziert werden Der oberste Strom des Kühlluftstroms (am Eingang) und die Geräte mit großer Hitze oder Hitzebeständigkeit (wie Leistungstransistoren, großformatige integrierte Schaltungen usw.) werden im untersten Teil des Kühlluftstroms platziert.

6. In horizontaler Richtung sind Hochleistungsgeräte so nah wie möglich am Rand der Leiterplatte angeordnet, um den Wärmeübertragungsweg zu verkürzen; in vertikaler Richtung werden Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Oberseite der Leiterplatte angeordnet, um die Temperatur anderer Geräte zu reduzieren, wenn diese Geräte arbeiten. Auswirkung.

7. Die Wärmeableitung der Leiterplatte im Gerät hängt hauptsächlich vom Luftstrom ab, daher sollte der Luftstrompfad während des Entwurfs untersucht und das Gerät oder die Leiterplatte angemessen konfiguriert werden.

Wenn Luft strömt, neigt sie immer dazu, an Orten mit geringem Widerstand zu strömen. Vermeiden Sie daher bei der Konfiguration von Geräten auf einer Leiterplatte, einen großen Luftraum in einem bestimmten Bereich zu hinterlassen. Auch die Konfiguration mehrerer Leiterplatten in der gesamten Maschine sollte dem gleichen Problem Rechnung tragen.

8. Das temperaturempfindliche Gerät wird am besten im Bereich mit der niedrigsten Temperatur aufgestellt (z. B. an der Unterseite des Geräts). Stellen Sie es niemals direkt über dem Heizgerät auf. Es ist am besten, mehrere Geräte auf der horizontalen Ebene zu versetzen.

9. Ordnen Sie die Geräte mit der höchsten Leistungsaufnahme und der höchsten Wärmeentwicklung in der Nähe der besten Position zur Wärmeableitung an. Platzieren Sie keine stark erwärmenden Geräte an den Ecken und Randkanten der Leiterplatte, es sei denn, es ist ein Kühlkörper in der Nähe angeordnet.

Wählen Sie beim Entwerfen des Leistungswiderstands ein möglichst größeres Gerät und lassen Sie beim Anpassen des Layouts der Leiterplatte genügend Platz für die Wärmeableitung.

10. Vermeiden Sie die Konzentration von heißen Stellen auf der Leiterplatte, verteilen Sie die Leistung so weit wie möglich gleichmäßig auf der Leiterplatte und halten Sie die Leistung der Leiterplattenoberflächentemperatur gleichmäßig und konsistent.

Es ist oft schwierig, während des Designprozesses eine strikte Gleichverteilung zu erreichen, aber Bereiche mit zu hoher Leistungsdichte müssen vermieden werden, um zu verhindern, dass Hot Spots den normalen Betrieb der gesamten Schaltung beeinträchtigen.

Wenn möglich, ist es notwendig, die thermische Leistung der gedruckten Schaltung zu analysieren. Beispielsweise kann das Softwaremodul für die Analyse des thermischen Leistungsindex, das in einigen professionellen PCB-Designsoftwares hinzugefügt wird, Designern helfen, das Schaltungsdesign zu optimieren.