برای تجهیزات الکترونیکی، مقدار مشخصی گرما در حین کار تولید می شود، به طوری که دمای داخلی تجهیزات به سرعت افزایش می یابد. اگر گرما به موقع دفع نشود، تجهیزات همچنان به گرم شدن ادامه می دهند و دستگاه به دلیل گرم شدن بیش از حد از کار می افتد. قابلیت اطمینان تجهیزات الکترونیکی عملکرد کاهش می یابد.

بنابراین، بسیار مهم است که یک عملیات اتلاف گرما خوب روی آن انجام شود تخته مدار. اتلاف حرارت برد مدار PCB پیوند بسیار مهمی است، بنابراین تکنیک اتلاف حرارت برد مدار PCB چیست، بیایید در زیر با هم در مورد آن بحث کنیم.

1. اتلاف گرما از طریق خود برد PCB تخته های PCB که در حال حاضر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، زیرلایه های پارچه شیشه ای با روکش مسی/اپوکسی یا زیرلایه های پارچه شیشه ای رزین فنولیک هستند و مقدار کمی از تخته های روکش مسی مبتنی بر کاغذ استفاده می شود.

اگرچه این بسترها دارای خواص الکتریکی و خواص پردازشی عالی هستند، اما اتلاف حرارت ضعیفی دارند. به عنوان یک مسیر اتلاف گرما برای قطعات با حرارت بالا، تقریبا غیرممکن است که از رزین خود PCB برای انتقال گرما انتظار داشته باشیم، اما گرما را از سطح قطعه به هوای اطراف پراکنده کنیم.

با این حال، از آنجایی که محصولات الکترونیکی وارد عصر کوچک سازی قطعات، نصب با تراکم بالا و مونتاژ با حرارت بالا شده اند، تکیه بر سطح قطعه ای با سطح بسیار کوچک برای دفع گرما کافی نیست.

در عین حال، به دلیل استفاده زیاد از قطعات نصب سطحی مانند QFP و BGA، گرمای تولید شده توسط قطعات به مقدار زیادی به برد PCB منتقل می شود. بنابراین، بهترین راه برای حل اتلاف گرما، بهبود ظرفیت اتلاف حرارت خود PCB است که در تماس مستقیم با المنت گرمایشی است. برای انتقال یا انتشار.

فویل مسی اتلاف کننده حرارت و فویل مسی را با منبع تغذیه بزرگ اضافه کنید

حرارتی از طریق

قرار گرفتن در معرض مس در پشت آی سی باعث کاهش مقاومت حرارتی بین پوسته مسی و هوا می شود

طرح PCB

آ. دستگاه حساس به گرما را در منطقه باد سرد قرار دهید.

ب. دستگاه تشخیص دما را در گرمترین موقعیت قرار دهید.

ج دستگاه های روی همان تخته چاپی باید تا حد امکان با توجه به ارزش حرارتی و درجه اتلاف حرارت آنها چیده شوند. دستگاه‌هایی با ارزش حرارتی پایین یا مقاومت حرارتی ضعیف (مانند ترانزیستورهای سیگنال کوچک، مدارهای مجتمع در مقیاس کوچک، خازن‌های الکترولیتی و غیره) باید در بالاترین میزان جریان هوای خنک‌کننده (در ورودی) و دستگاه‌هایی با گرمای زیاد قرار گیرند. تولید یا مقاومت حرارتی خوب (مانند ترانزیستورهای قدرت، مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ و غیره) در پایین ترین قسمت جریان هوای خنک کننده قرار می گیرند.

د در جهت افقی، دستگاه های پرقدرت تا حد امکان نزدیک به لبه برد چاپ شده قرار می گیرند تا مسیر انتقال حرارت را کوتاه کنند. در جهت عمودی، دستگاه های پرقدرت تا حد امکان نزدیک به بالای برد چاپ شده قرار می گیرند تا دمای دستگاه های دیگر در هنگام کار این دستگاه ها کاهش یابد.

ه. اتلاف گرمای برد چاپی در تجهیزات عمدتاً به جریان هوا بستگی دارد، بنابراین مسیر جریان هوا باید در طول طراحی مطالعه شود و دستگاه یا برد مدار چاپی باید به طور معقولی پیکربندی شود. هنگامی که هوا جریان دارد، همیشه در مکان‌هایی با مقاومت کم جریان دارد، بنابراین هنگام پیکربندی دستگاه‌ها بر روی برد مدار چاپی، از ترک فضای هوایی بزرگ در یک منطقه خاص خودداری کنید. پیکربندی چندین برد مدار چاپی در کل دستگاه نیز باید به همین مشکل توجه داشته باشد.

f. دستگاه حساس به دما بهتر است در پایین ترین ناحیه دما (مانند پایین دستگاه) قرار گیرد. هرگز آن را مستقیماً بالای دستگاه گرمایش قرار ندهید. بهتر است چندین دستگاه را در سطح افقی قرار دهید.

g. دستگاه هایی با بیشترین مصرف برق و بیشترین تولید گرما را در نزدیکی بهترین موقعیت برای اتلاف گرما قرار دهید. از قرار دادن وسایل گرمایش بالا در گوشه ها و لبه های جانبی برد چاپ شده خودداری کنید، مگر اینکه یک هیت سینک در نزدیکی آن قرار داده شده باشد. هنگام طراحی مقاومت برق، تا حد امکان یک دستگاه بزرگتر انتخاب کنید و در هنگام تنظیم چیدمان برد چاپی، فضای کافی برای اتلاف گرما داشته باشد.

ساعت فاصله اجزای پیشنهادی:

10 روش عملی برای دفع گرما برای PCB

10 روش عملی برای دفع گرما برای PCB

2. اجزای مولد حرارت بالا به اضافه رادیاتورها و صفحات رسانای گرما. هنگامی که چند جزء در PCB مقدار زیادی گرما تولید می کنند (کمتر از 3)، می توان یک هیت سینک یا لوله حرارتی به اجزای مولد گرما اضافه کرد. هنگامی که نمی توان دما را کاهش داد، می توان از یک رادیاتور با فن برای افزایش اثر اتلاف گرما استفاده کرد.

هنگامی که تعداد وسایل گرمایشی زیاد باشد (بیش از 3)، می توان از یک پوشش اتلاف حرارت بزرگ (تخته) استفاده کرد که یک هیت سینک مخصوص است که با توجه به موقعیت و ارتفاع دستگاه گرمایش روی PCB یا یک تخت بزرگ سفارشی می شود. هیت سینک موقعیت های مختلف ارتفاع اجزا را برش دهید.

پوشش دفع گرما به طور یکپارچه روی سطح قطعه کمانیده شده است و برای دفع گرما با هر جزء در تماس است. با این حال، اثر اتلاف گرما به دلیل ثبات ضعیف ارتفاع در هنگام مونتاژ و جوش قطعات خوب نیست. معمولاً یک پد حرارتی تغییر فاز حرارتی نرم روی سطح قطعه اضافه می شود تا اثر اتلاف گرما را بهبود بخشد.

3. برای تجهیزاتی که از خنک کننده هوای همرفت آزاد استفاده می کنند، بهتر است مدارهای مجتمع (یا سایر دستگاه ها) را به صورت عمودی یا افقی ترتیب دهید.

4. از طراحی سیم کشی معقول برای درک اتلاف گرما استفاده کنید. از آنجایی که رزین موجود در صفحه رسانایی حرارتی ضعیفی دارد و خطوط و سوراخ‌های فویل مسی رسانای گرمایی خوبی هستند، افزایش میزان باقی‌مانده ورق مس و افزایش سوراخ‌های حرارتی ابزار اصلی اتلاف گرما هستند.

برای ارزیابی ظرفیت اتلاف حرارت PCB، لازم است رسانایی حرارتی معادل (نه معادله) مواد کامپوزیت متشکل از مواد مختلف با هدایت حرارتی متفاوت – بستر عایق برای PCB محاسبه شود.

5. وسایل روی همان برد چاپی باید تا حد امکان با توجه به ارزش حرارتی و درجه اتلاف حرارت آنها چیده شوند. دستگاه‌هایی با ارزش حرارتی پایین یا مقاومت حرارتی ضعیف (مانند ترانزیستورهای سیگنال کوچک، مدارهای مجتمع در مقیاس کوچک، خازن‌های الکترولیتی و غیره) باید در بالاترین میزان جریان هوای خنک‌کننده (در ورودی) و دستگاه‌هایی با حرارت زیاد قرار گیرند. یا مقاومت حرارتی (مانند ترانزیستورهای قدرت، مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ و غیره) در پایین ترین قسمت جریان هوای خنک کننده قرار می گیرند.

6. در جهت افقی، دستگاه های پرقدرت تا حد امکان نزدیک به لبه تخته چاپ شده قرار می گیرند تا مسیر انتقال حرارت را کوتاه کنند. در جهت عمودی، دستگاه‌های پرقدرت تا حد امکان نزدیک به بالای برد چاپی چیده شده‌اند تا دمای دستگاه‌های دیگر در هنگام کار این دستگاه‌ها کاهش یابد. ضربه.

7. اتلاف حرارت برد چاپی در تجهیزات عمدتاً متکی به جریان هوا است، بنابراین مسیر جریان هوا باید در طول طراحی مطالعه شود و دستگاه یا برد مدار چاپی باید به طور منطقی پیکربندی شود.

هنگامی که هوا جریان دارد، همیشه در مکان‌هایی با مقاومت کم جریان دارد، بنابراین هنگام پیکربندی دستگاه‌ها بر روی برد مدار چاپی، از ترک فضای هوایی بزرگ در یک منطقه خاص خودداری کنید. پیکربندی چندین برد مدار چاپی در کل دستگاه نیز باید به همین مشکل توجه داشته باشد.

8. دستگاه حساس به دما بهتر است در پایین ترین ناحیه دما (مانند پایین دستگاه) قرار گیرد. هرگز آن را مستقیماً بالای دستگاه گرمایش قرار ندهید. بهتر است چندین دستگاه را روی صفحه افقی قرار دهید.

9. دستگاه هایی با بیشترین مصرف برق و بیشترین تولید گرما را در نزدیکی بهترین موقعیت برای دفع گرما قرار دهید. از قرار دادن وسایل گرمایش بالا در گوشه ها و لبه های جانبی برد چاپ شده خودداری کنید، مگر اینکه یک هیت سینک در نزدیکی آن قرار گرفته باشد.

هنگام طراحی مقاومت برق، تا حد امکان یک دستگاه بزرگتر انتخاب کنید و در هنگام تنظیم چیدمان برد چاپی، فضای کافی برای دفع گرما داشته باشد.

10. از تمرکز نقاط داغ روی PCB خودداری کنید، برق را تا حد امکان به طور مساوی بر روی برد PCB توزیع کنید و عملکرد دمای سطح PCB را یکنواخت و ثابت نگه دارید.

اغلب دستیابی به توزیع یکنواخت دقیق در طول فرآیند طراحی دشوار است، اما باید از مناطقی با چگالی توان بسیار بالا اجتناب کرد تا از تأثیر نقاط داغ بر عملکرد طبیعی کل مدار جلوگیری شود.

در صورت امکان، تحلیل عملکرد حرارتی مدار چاپی ضروری است. به عنوان مثال، ماژول نرم افزار تحلیل شاخص عملکرد حرارتی اضافه شده در برخی از نرم افزارهای طراحی PCB حرفه ای می تواند به طراحان در بهینه سازی طراحی مدار کمک کند.