Elektroniikkalaitteissa toiminnan aikana muodostuu tietty määrä lämpöä, jolloin laitteiden sisälämpötila nousee nopeasti. Jos lämpöä ei poisteta ajoissa, laite kuumenee edelleen ja laite epäonnistuu ylikuumenemisen vuoksi. Elektronisten laitteiden luotettavuus Suorituskyky heikkenee.

Siksi on erittäin tärkeää suorittaa hyvä lämmönpoistokäsittely piirilevy. PCB-piirilevyn lämmönpoisto on erittäin tärkeä linkki, joten mikä on piirilevyn lämmönpoistotekniikka, keskustellaan siitä yhdessä alla.

1. Lämmönpoisto itse piirilevyn läpi Nykyisin laajasti käytetyt piirilevyt ovat kuparipäällysteisiä/epoksilasikangassubstraatteja tai fenolihartsilasikangasalustoja, ja pieni määrä paperipohjaisia ​​kuparipäällysteisiä levyjä käytetään.

Vaikka näillä substraateilla on erinomaiset sähköominaisuudet ja prosessointiominaisuudet, niillä on huono lämmönpoisto. Korkeasti kuumenevien komponenttien lämmönpoistoreittinä on lähes mahdotonta odottaa, että lämpö itse piirilevyn hartsista johtaisi lämpöä, mutta hajottaisi lämpöä komponentin pinnalta ympäröivään ilmaan.

Koska elektroniikkatuotteet ovat kuitenkin tulleet komponenttien miniatyrisoinnin, tiheän asennuksen ja korkean lämmityksen kokoonpanon aikakauteen, ei riitä, että luotamme erittäin pienen pinta-alan omaavan komponentin pintaan lämmön haihduttamiseen.

Samaan aikaan pinta-asennuskomponenttien, kuten QFP ja BGA, laajan käytön ansiosta komponenttien tuottamaa lämpöä siirtyy suuri määrä piirilevylle. Siksi paras tapa ratkaista lämmönpoisto on parantaa itse piirilevyn lämmönpoistokykyä, joka on suorassa kosketuksessa lämmityselementin kanssa. Lähetetään tai lähetetään.

Lisää lämpöä hajottava kuparifolio ja kuparifolio suuren alueen virtalähteellä

Terminen kautta

Kuparin altistuminen IC:n takapuolelle vähentää lämpövastusta kuparikuoren ja ilman välillä

Piirilevyn asettelu

a. Aseta lämpöherkkä laite kylmän tuulen alueelle.

b. Aseta lämpötilan tunnistuslaite kuumimpaan asentoon.

c. Samalla piirilevyllä olevat laitteet tulee järjestellä mahdollisimman pitkälle lämpöarvon ja lämmönpoistoasteen mukaan. Laitteet, joilla on alhainen lämpöarvo tai huono lämmönkestävyys (kuten pienet signaalitransistorit, pienikokoiset integroidut piirit, elektrolyyttikondensaattorit jne.) tulee sijoittaa jäähdytysilmavirran ylimpään virtaukseen (sisääntuloon) ja laitteet, joilla on suuri lämpö jäähdytysilmavirran alimpaan osaan sijoitetaan tuotto tai hyvä lämmönkestävyys (kuten tehotransistorit, suuret integroidut piirit jne.).

d. Vaakasuunnassa suuritehoiset laitteet sijoitetaan mahdollisimman lähelle piirilevyn reunaa lämmönsiirtotien lyhentämiseksi; pystysuunnassa suuritehoiset laitteet sijoitetaan mahdollisimman lähelle piirilevyn yläosaa muiden laitteiden lämpötilan alentamiseksi näiden laitteiden toimiessa.

e. Painetun levyn lämmönpoisto laitteessa riippuu pääasiassa ilmavirrasta, joten ilman virtausreittiä tulisi tutkia suunnittelun aikana ja laite tai piirilevy on konfiguroitava järkevästi. Kun ilma virtaa, se pyrkii aina virtaamaan paikoissa, joissa vastus on pieni, joten piirilevylle laitteita määritettäessä vältä suuren ilmatilan jättämistä tietylle alueelle. Useiden painettujen piirilevyjen konfiguroinnin koko koneessa tulisi myös kiinnittää huomiota samaan ongelmaan.

f. Lämpötilaherkkä laite on parasta sijoittaa alhaisimman lämpötilan alueelle (kuten laitteen pohjaan). Älä koskaan aseta sitä suoraan lämmityslaitteen yläpuolelle. On parasta porrastaa useita laitteita vaakatasossa.

g. Sijoita laitteet, joilla on suurin tehonkulutus ja suurin lämmöntuotanto, lähellä parasta lämmönpoistopaikkaa. Älä aseta korkealla kuumennettavia laitteita piirilevyn kulmiin ja reunoihin, ellei sen lähelle ole järjestetty jäähdytyselementtiä. Tehovastusta suunniteltaessa on valittava mahdollisimman suuri laite ja jätettävä siihen riittävästi tilaa lämmön haihdutukselle piirilevyn asettelua säädettäessä.

h. Suositeltu komponenttiväli:

10 käytännöllistä tapaa haihduttaa lämpöä piirilevylle

10 käytännöllistä tapaa haihduttaa lämpöä piirilevylle

2. Paljon lämpöä tuottavat komponentit sekä lämpöpatterit ja lämpöä johtavat levyt. Kun muutama komponentti piirilevyssä tuottaa suuren määrän lämpöä (alle 3), lämpöä tuottaviin komponentteihin voidaan lisätä jäähdytyselementti tai lämpöputki. Kun lämpötilaa ei voida alentaa, voidaan käyttää tuulettimella varustettua patteria tehostamaan lämmönpoistovaikutusta.

Kun lämmityslaitteiden määrä on suuri (yli 3), voidaan käyttää suurta lämmönpoistosuojaa (levyä), joka on erityinen jäähdytyslevy, joka on räätälöity lämmityslaitteen sijainnin ja korkeuden mukaan piirilevyllä tai suuressa asunnossa. jäähdytyselementti Leikkaa eri komponenttien korkeusasentoa.

Lämmönpoistosuojus on kiinteästi taitettu komponentin pintaan ja se on kosketuksessa jokaisen komponentin kanssa lämmön haihduttamiseksi. Lämmönpoistovaikutus ei kuitenkaan ole hyvä, koska korkeus on huono kokoonpanon ja komponenttien hitsauksen aikana. Yleensä komponentin pintaan lisätään pehmeä lämpöfaasimuutoslämpötyyny lämmönpoistovaikutuksen parantamiseksi.

3. Laitteissa, jotka käyttävät vapaata konvektioilmajäähdytystä, on parasta järjestää integroidut piirit (tai muut laitteet) pysty- tai vaakasuoraan.

4. Käytä kohtuullista johdotusrakennetta lämmön haihtumisen toteuttamiseksi. Koska levyn hartsilla on huono lämmönjohtavuus ja kuparikalvolinjat ja -reiät ovat hyviä lämmönjohtimia, kuparikalvon jäljellä olevan määrän lisääminen ja lämpöreikien lisääminen ovat tärkeimmät lämmönpoistokeinot.

Piirilevyn lämmönpoistokapasiteetin arvioimiseksi on tarpeen laskea komposiittimateriaalin ekvivalentti lämmönjohtavuus (yhdeksän ekv.) eri materiaaleista, joilla on erilainen lämmönjohtavuus – PCB:n eristävä substraatti.

5. Samalla piirilevyllä olevat laitteet tulee järjestää mahdollisimman pitkälle niiden lämpöarvon ja lämmönpoistoasteen mukaan. Laitteet, joilla on alhainen lämpöarvo tai huono lämmönkestävyys (kuten pienet signaalitransistorit, pienikokoiset integroidut piirit, elektrolyyttikondensaattorit jne.) tulee sijoittaa jäähdytysilmavirran ylimpään virtaukseen (sisääntuloon) ja laitteet, joilla on suuri lämpö tai lämmönkestävyys (kuten tehotransistorit, suuret integroidut piirit jne.) on sijoitettu jäähdytysilmavirran alimpaan osaan.

6. Vaakasuunnassa suuritehoiset laitteet on sijoitettu mahdollisimman lähelle piirilevyn reunaa lämmönsiirtotien lyhentämiseksi; pystysuunnassa suuritehoiset laitteet on sijoitettu mahdollisimman lähelle piirilevyn yläosaa, jotta muiden laitteiden lämpötila laskee näiden laitteiden ollessa toiminnassa. Vaikutus.

7. Painetun levyn lämmönpoisto laitteessa riippuu pääasiassa ilmavirrasta, joten ilman virtausreittiä tulee tutkia suunnittelun aikana ja laite tai piirilevy on konfiguroitava kohtuullisesti.

Kun ilma virtaa, se pyrkii aina virtaamaan paikoissa, joissa vastus on pieni, joten piirilevylle laitteita konfiguroitaessa vältä suuren ilmatilan jättämistä tietylle alueelle. Useiden painettujen piirilevyjen konfiguroinnin koko koneessa tulisi myös kiinnittää huomiota samaan ongelmaan.

8. Lämpötilaherkkä laite on parasta sijoittaa alhaisimman lämpötilan alueelle (kuten laitteen pohjaan). Älä koskaan aseta sitä suoraan lämmityslaitteen yläpuolelle. On parasta porrastaa useita laitteita vaakatasossa.

9. Sijoita laitteet, joilla on suurin tehonkulutus ja suurin lämmöntuotanto, lähellä parasta lämmönpoistopaikkaa. Älä aseta korkealla kuumennettavia laitteita piirilevyn kulmiin ja reunoihin, ellei sen lähelle ole järjestetty jäähdytyselementtiä.

Tehovastusta suunniteltaessa on valittava mahdollisimman suuri laite ja jätettävä siihen riittävästi tilaa lämmön haihdutukselle piirilevyn asettelua säädettäessä.

10. Vältä kuumien kohtien keskittymistä piirilevylle, jaa virta tasaisesti piirilevylle mahdollisimman paljon ja pidä piirilevyn pintalämpötilan suorituskyky tasaisena ja yhtenäisenä.

Suunnitteluprosessin aikana on usein vaikea saavuttaa tiukkaa tasaista jakautumista, mutta liian korkean tehotiheyden alueita on vältettävä, jotta kuumat pisteet eivät vaikuttaisi koko piirin normaaliin toimintaan.

Jos mahdollista, on tarpeen analysoida painetun piirin lämpöteho. Esimerkiksi joihinkin ammattimaisiin piirilevysuunnitteluohjelmistoihin lisätty lämpötehoindeksianalyysiohjelmistomoduuli voi auttaa suunnittelijoita optimoimaan piirisuunnittelun.