Elektroninei įrangai veikimo metu susidaro tam tikras šilumos kiekis, todėl įrangos vidinė temperatūra sparčiai kyla. Laiku neišsiskleidus šiluma, įranga toliau kais, o dėl perkaitimo įrenginys suges. Elektroninės įrangos patikimumas Sumažės našumas.

Todėl labai svarbu atlikti gerą šilumos išsklaidymo apdorojimą plokštė. PCB plokštės šilumos išsklaidymas yra labai svarbi grandis, taigi, kokia yra PCB plokštės šilumos išsklaidymo technika, toliau aptarkime kartu.

1. Šilumos išsklaidymas per pačią PCB plokštę Šiuo metu plačiai naudojamos PCB plokštės yra vario / epoksidinio stiklo audinio substratai arba fenolio dervos stiklo audinio substratai, taip pat naudojamas nedidelis kiekis popierinių variu plakiruotų plokščių.

Nors šie substratai pasižymi puikiomis elektrinėmis ir apdorojimo savybėmis, jie prastai išsklaido šilumą. Kaip šilumos išsklaidymo kelias labai įkaistantiems komponentams, beveik neįmanoma tikėtis, kad šiluma iš pačios PCB dervos praleidžia šilumą, bet išsklaidys šilumą nuo komponento paviršiaus į aplinkinį orą.

Tačiau elektroniniams gaminiams įžengus į komponentų miniatiūrizavimo, didelio tankio montavimo ir didelio kaitinimo surinkimo erą, norint išsklaidyti šilumą, nepakanka pasikliauti labai mažo paviršiaus ploto komponento paviršiumi.

Tuo pačiu metu dėl plačiai naudojamų paviršinio montavimo komponentų, tokių kaip QFP ir BGA, komponentų generuojama šiluma didelis kiekis perduodamas PCB plokštei. Todėl geriausias būdas išspręsti šilumos išsklaidymo problemą yra pagerinti pačios PCB, kuri tiesiogiai liečiasi su šildymo elementu, šilumos išsklaidymo pajėgumus. Perduoti arba skleisti.

Pridėkite šilumą išsklaidžiančią vario foliją ir varinę foliją su didelio ploto maitinimo šaltiniu

Šiluminis per

Vario poveikis IC galinėje dalyje sumažina šiluminę varžą tarp vario odos ir oro

PCB išdėstymas

a. Padėkite šilumai jautrų prietaisą šalto vėjo zonoje.

b. Temperatūros aptikimo įrenginį pastatykite į karščiausią padėtį.

c. Prietaisai toje pačioje spausdintinėje plokštėje turėtų būti išdėstyti kiek įmanoma pagal jų šiluminę vertę ir šilumos išsklaidymo laipsnį. Prietaisai, kurių šilumingumas yra žemas arba atsparus karščiui (pvz., maži signalų tranzistoriai, mažos apimties integriniai grandynai, elektrolitiniai kondensatoriai ir kt.), turi būti dedami į aukščiausią aušinimo oro srauto srautą (prie įėjimo), o įrenginius su dideliu karščiu. generavimas arba geras atsparumas karščiui (pavyzdžiui, galios tranzistoriai, didelės apimties integriniai grandynai ir kt.) dedami žemiausioje aušinimo oro srauto dalyje.

d. Horizontalioje kryptyje didelės galios įrenginiai dedami kuo arčiau spausdintinės plokštės krašto, kad sutrumpėtų šilumos perdavimo kelias; vertikalia kryptimi didelės galios įrenginiai dedami kuo arčiau spausdintinės plokštės viršaus, kad sumažėtų kitų įrenginių temperatūra, kai šie įrenginiai veikia Smūgis.

e. Spausdintinės plokštės šilumos išsklaidymas įrenginyje daugiausia priklauso nuo oro srauto, todėl projektuojant reikia ištirti oro srauto kelią ir tinkamai sukonfigūruoti įrenginį arba spausdintinę plokštę. Kai oras teka, jis visada linkęs tekėti mažo pasipriešinimo vietose, todėl konfigūruodami įrenginius spausdintinėje plokštėje venkite palikti didelę oro erdvę tam tikroje srityje. Kelių spausdintinių plokščių konfigūracija visoje mašinoje taip pat turėtų atkreipti dėmesį į tą pačią problemą.

f. Temperatūrai jautrų įrenginį geriausia dėti žemiausios temperatūros zonoje (pavyzdžiui, įrenginio apačioje). Niekada nedėkite jo tiesiai virš šildymo prietaiso. Geriausia kelis įrenginius išdėstyti horizontalioje plokštumoje.

g. Įrenginius su didžiausiu energijos suvartojimu ir didžiausiu šilumos generavimu išdėstykite šalia geriausios šilumos išsklaidymo vietos. Nestatykite stipriai kaitinančių prietaisų ant spausdintinės plokštės kampų ir periferinių kraštų, nebent šalia jos būtų įrengtas aušintuvas. Projektuodami galios rezistorių rinkitės kuo didesnį įrenginį, o koreguodami spausdintinės plokštės išdėstymą pasirūpinkite, kad jame būtų pakankamai vietos šilumos išsklaidyti.

h. Siūlomas atstumas tarp komponentų:

10 praktinių būdų, kaip išsklaidyti šilumą PCB

10 praktinių būdų, kaip išsklaidyti šilumą PCB

2. Labai šilumą generuojantys komponentai, taip pat radiatoriai ir šilumą laidžios plokštės. Kai keli PCB komponentai sukuria didelį šilumos kiekį (mažiau nei 3), prie šilumą generuojančių komponentų galima pridėti šilumos šalintuvą arba šilumos vamzdį. Kai negalima sumažinti temperatūros, šilumos išsklaidymo efektui sustiprinti galima naudoti radiatorių su ventiliatoriumi.

Kai šildymo prietaisų skaičius yra didelis (daugiau nei 3), galima naudoti didelį šilumos išsklaidymo dangtelį (plokštę), kuris yra specialus aušintuvas, pritaikytas pagal šildymo įrenginio padėtį ir aukštį ant PCB arba didelio buto. šilumos kriauklė Iškirpkite skirtingas komponentų aukščio pozicijas.

Šilumos išsklaidymo dangtelis yra vientisai pritvirtintas prie komponento paviršiaus ir liečiasi su kiekvienu komponentu, kad išsklaidytų šilumą. Tačiau šilumos išsklaidymo efektas nėra geras dėl prasto aukščio pastovumo montuojant ir suvirinant komponentus. Paprastai ant komponento paviršiaus pridedamas minkštas šiluminės fazės keitimo terminis padas, siekiant pagerinti šilumos išsklaidymo efektą.

3. Įrangoje, kuri naudoja laisvą konvekcinį oro aušinimą, integrinius grandynus (ar kitus įrenginius) geriausia išdėstyti vertikaliai arba horizontaliai.

4. Naudokite pagrįstą laidų konstrukciją, kad išsisklaidytumėte šilumą. Kadangi plokštėje esanti derva turi prastą šilumos laidumą, o vario folijos linijos ir skylės yra geri šilumos laidininkai, pagrindinės šilumos išsklaidymo priemonės yra vario folijos likusio kiekio didinimas ir šiluminių skylių didinimas.

Norint įvertinti PCB šilumos išsklaidymo pajėgumą, reikia apskaičiuoti kompozitinės medžiagos, sudarytos iš įvairių medžiagų, turinčių skirtingą šilumos laidumą, ekvivalentinį šilumos laidumą (devyni ekv.) – izoliacinį PCB pagrindą.

5. Prietaisai toje pačioje spausdintinėje plokštėje turėtų būti išdėstyti kiek įmanoma pagal jų šiluminę vertę ir šilumos išsklaidymo laipsnį. Prietaisai, kurių šilumingumas yra žemas arba atsparus karščiui (pvz., maži signalo tranzistoriai, mažos apimties integriniai grandynai, elektrolitiniai kondensatoriai ir kt.), turi būti dedami į aukščiausią aušinimo oro srauto srautą (prie įėjimo), o įrenginius su dideliu karščiu. arba atsparumas karščiui (pavyzdžiui, galios tranzistoriai, didelio masto integriniai grandynai ir kt.) dedami žemiausioje aušinimo oro srauto dalyje.

6. Horizontaliąja kryptimi kuo arčiau spausdintinės plokštės krašto išdėstomi didelės galios įrenginiai, kad sutrumpėtų šilumos perdavimo kelias; vertikalia kryptimi didelės galios įrenginiai yra išdėstyti kuo arčiau spausdintinės plokštės viršaus, kad būtų sumažinta kitų įrenginių temperatūra, kai šie įrenginiai veikia. Poveikis.

7. Spausdintinės plokštės šilumos išsklaidymas įrangoje daugiausia priklauso nuo oro srauto, todėl projektuojant reikia ištirti oro srauto kelią ir tinkamai sukonfigūruoti įrenginį arba spausdintinę plokštę.

Kai oras teka, jis visada linkęs tekėti mažo pasipriešinimo vietose, todėl konfigūruodami įrenginius spausdintinėje plokštėje venkite palikti didelę oro erdvę tam tikroje srityje. Kelių spausdintinių plokščių konfigūracija visoje mašinoje taip pat turėtų atkreipti dėmesį į tą pačią problemą.

8. Temperatūrai jautrų įrenginį geriausia statyti žemiausios temperatūros zonoje (pavyzdžiui, įrenginio apačioje). Niekada nedėkite jo tiesiai virš šildymo prietaiso. Geriausia kelis įrenginius išdėstyti horizontalioje plokštumoje.

9. Įrenginius su didžiausiu energijos suvartojimu ir didžiausiu šilumos generavimu išdėstykite šalia geriausios šilumos išsklaidymo vietos. Nestatykite stipriai kaitinančių prietaisų ant spausdintinės plokštės kampų ir periferinių kraštų, nebent šalia jos būtų įrengtas aušintuvas.

Projektuodami galios rezistorių rinkitės kuo didesnį įrenginį, o koreguodami spausdintinės plokštės išdėstymą pasirūpinkite, kad jame būtų pakankamai vietos šilumos išsklaidyti.

10. Venkite karštųjų taškų koncentracijos ant PCB, kiek įmanoma tolygiau paskirstykite galią ant PCB plokštės ir palaikykite vienodą ir nuoseklų PCB paviršiaus temperatūros veikimą.

Projektavimo procese dažnai sunku pasiekti griežtą vienodą paskirstymą, tačiau reikia vengti vietų, kuriose yra per didelis galios tankis, kad karštosios vietos nepakenktų normaliam visos grandinės veikimui.

Jei įmanoma, būtina išanalizuoti spausdintinės grandinės šilumines charakteristikas. Pavyzdžiui, šiluminio efektyvumo indekso analizės programinės įrangos modulis, pridėtas prie kai kurių profesionalių PCB projektavimo programinės įrangos, gali padėti dizaineriams optimizuoti grandinės dizainą.