Pri elektronických zariadeniach sa počas prevádzky vytvára určité množstvo tepla, takže vnútorná teplota zariadenia rýchlo stúpa. Ak sa teplo neodvedie včas, zariadenie sa bude naďalej zahrievať a zariadenie zlyhá v dôsledku prehriatia. Spoľahlivosť elektronického zariadenia Výkon sa zníži.

Preto je veľmi dôležité vykonať na povrchu dobrý odvod tepla doska. Odvod tepla dosky plošných spojov je veľmi dôležitým článkom, takže aká je technika odvádzania tepla plošného spoja, poďme si ju spoločne rozobrať nižšie.

1. Odvádzanie tepla cez samotnú dosku PCB V súčasnosti sú široko používané dosky PCB plátované meďou/epoxidové substráty zo sklenenej tkaniny alebo substráty zo sklenenej tkaniny z fenolovej živice a používa sa malé množstvo dosiek pokrytých meďou na báze papiera.

Hoci tieto substráty majú vynikajúce elektrické vlastnosti a spracovateľské vlastnosti, majú slabý odvod tepla. Ako cesta odvádzania tepla pre vysoko sa zahrievajúce súčiastky je takmer nemožné očakávať, že teplo od samotnej živice DPS bude viesť teplo, ale že bude teplo odvádzať z povrchu súčiastky do okolitého vzduchu.

Keďže však elektronické produkty vstúpili do éry miniaturizácie komponentov, montáže s vysokou hustotou a montáže s vysokým ohrevom, nestačí sa spoliehať na to, že teplo odvádza povrch súčiastky s veľmi malým povrchom.

Zároveň vďaka rozsiahlemu použitiu komponentov pre povrchovú montáž, ako sú QFP a BGA, sa teplo generované komponentmi prenáša vo veľkom množstve na dosku PCB. Preto najlepším spôsobom, ako vyriešiť odvod tepla, je zlepšiť schopnosť odvádzania tepla samotnej dosky plošných spojov, ktorá je v priamom kontakte s vykurovacím telesom. Prenášať alebo vysielať.

Pridajte medenú fóliu odvádzajúcu teplo a medenú fóliu s veľkoplošným napájaním

Tepelné cez

Expozícia medi na zadnej strane integrovaného obvodu znižuje tepelný odpor medzi medeným povrchom a vzduchom

Rozloženie DPS

a. Umiestnite zariadenie citlivé na teplo do oblasti so studeným vetrom.

b. Umiestnite zariadenie na detekciu teploty do najteplejšej polohy.

c. Zariadenia na tej istej doske s plošnými spojmi by mali byť usporiadané pokiaľ možno podľa ich výhrevnosti a stupňa odvodu tepla. Zariadenia s nízkou výhrevnosťou alebo nízkou tepelnou odolnosťou (ako sú malé signálové tranzistory, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atď.) by mali byť umiestnené Najvyšší prúd chladiaceho vzduchu (na vstupe) a zariadenia s veľkým teplom generácie alebo dobrá tepelná odolnosť (ako sú výkonové tranzistory, rozsiahle integrované obvody a pod.) sú umiestnené v najspodnejšej časti prúdu chladiaceho vzduchu.

d. V horizontálnom smere sú zariadenia s vysokým výkonom umiestnené čo najbližšie k okraju dosky s plošnými spojmi, aby sa skrátila cesta prenosu tepla; vo vertikálnom smere sú zariadenia s vysokým výkonom umiestnené čo najbližšie k vrchnej časti dosky s plošnými spojmi, aby sa znížila teplota iných zariadení, keď tieto zariadenia pracujú Náraz.

e. Rozptyl tepla dosky s plošnými spojmi v zariadení závisí hlavne od prúdenia vzduchu, takže dráha prúdenia vzduchu by sa mala študovať počas návrhu a zariadenie alebo doska s plošnými spojmi by mali byť primerane nakonfigurované. Keď prúdi vzduch, vždy má tendenciu prúdiť na miestach s nízkym odporom, takže pri konfigurácii zariadení na doske s plošnými spojmi sa vyhnite ponechaniu veľkého vzdušného priestoru v určitej oblasti. Konfigurácia viacerých dosiek plošných spojov v celom stroji by mala venovať pozornosť rovnakému problému.

f. Zariadenie citlivé na teplotu je najlepšie umiestniť do oblasti s najnižšou teplotou (napríklad na spodok zariadenia). Nikdy ho neumiestňujte priamo nad vykurovacie zariadenie. Najlepšie je umiestniť viacero zariadení na vodorovnú rovinu.

g. Usporiadajte zariadenia s najvyššou spotrebou energie a najvyššou tvorbou tepla v blízkosti najlepšej polohy pre odvod tepla. Na rohy a obvodové okraje dosky s plošnými spojmi neumiestňujte zariadenia s vysokým ohrevom, pokiaľ v ich blízkosti nie je umiestnený chladič. Pri návrhu výkonového rezistora voľte čo najviac väčšie zariadenie a pri úprave rozloženia plošného spoja mu dajte dostatok priestoru na odvod tepla.

h. Odporúčaný rozstup komponentov:

10 praktických spôsobov, ako odviesť teplo pre PCB

10 praktických spôsobov, ako odviesť teplo pre PCB

2. Komponenty generujúce vysoké teplo plus radiátory a teplovodivé dosky. Keď niekoľko komponentov v doske plošných spojov generuje veľké množstvo tepla (menej ako 3), k komponentom generujúcim teplo možno pridať chladič alebo tepelnú trubicu. Keď sa teplota nedá znížiť, na zvýšenie efektu odvodu tepla možno použiť radiátor s ventilátorom.

Keď je počet vykurovacích zariadení veľký (viac ako 3), môže sa použiť veľký kryt na odvod tepla (doska), čo je špeciálny chladič prispôsobený podľa polohy a výšky vykurovacieho zariadenia na DPS alebo veľkom byte. chladič Vystrihnite rôzne výškové polohy komponentov.

Kryt na odvádzanie tepla je integrálne ohnutý na povrchu komponentu a je v kontakte s každým komponentom, aby odvádzal teplo. Účinok odvádzania tepla však nie je dobrý kvôli zlej konzistencii výšky pri montáži a zváraní komponentov. Zvyčajne sa na povrch komponentu pridáva mäkká tepelná podložka so zmenou fázy, aby sa zlepšil efekt rozptylu tepla.

3. Pre zariadenia, ktoré využívajú chladenie voľným prúdením vzduchu, je najlepšie usporiadať integrované obvody (alebo iné zariadenia) vertikálne alebo horizontálne.

4. Na realizáciu odvodu tepla použite primeraný návrh zapojenia. Pretože živica v doske má zlú tepelnú vodivosť a medené fóliové čiary a otvory sú dobrými tepelnými vodičmi, zvýšenie zostávajúcej rýchlosti medenej fólie a zväčšenie tepelných otvorov sú hlavnými prostriedkami na odvádzanie tepla.

Na vyhodnotenie schopnosti DPS odvádzať teplo je potrebné vypočítať ekvivalentnú tepelnú vodivosť (deväť ekv.) kompozitného materiálu zloženého z rôznych materiálov s rôznou tepelnou vodivosťou – izolačného substrátu pre DPS.

5. Zariadenia na tej istej doske plošných spojov by mali byť usporiadané pokiaľ možno podľa ich výhrevnosti a stupňa odvodu tepla. Zariadenia s nízkou výhrevnosťou alebo nízkou tepelnou odolnosťou (ako sú malé signálové tranzistory, malé integrované obvody, elektrolytické kondenzátory atď.) by mali byť umiestnené Najvyšší prúd chladiaceho vzduchu (na vstupe) a zariadenia s veľkým teplom alebo tepelné odpory (ako sú výkonové tranzistory, rozsiahle integrované obvody a pod.) sú umiestnené v najspodnejšej časti prúdu chladiaceho vzduchu.

6. V horizontálnom smere sú zariadenia s vysokým výkonom usporiadané čo najbližšie k okraju dosky s plošnými spojmi, aby sa skrátila cesta prenosu tepla; vo vertikálnom smere sú zariadenia s vysokým výkonom usporiadané čo najbližšie k hornej časti dosky s plošnými spojmi, aby sa znížila teplota iných zariadení, keď tieto zariadenia pracujú. Vplyv.

7. Odvod tepla z dosky s plošnými spojmi v zariadení závisí hlavne od prúdenia vzduchu, takže dráha prúdenia vzduchu by sa mala študovať počas návrhu a zariadenie alebo doska s plošnými spojmi by mali byť primerane nakonfigurované.

Keď vzduch prúdi, vždy má tendenciu prúdiť na miestach s nízkym odporom, takže pri konfigurácii zariadení na doske s plošnými spojmi sa vyhnite ponechaniu veľkého vzdušného priestoru v určitej oblasti. Konfigurácia viacerých dosiek plošných spojov v celom stroji by mala venovať pozornosť rovnakému problému.

8. Zariadenie citlivé na teplotu je najlepšie umiestniť do oblasti s najnižšou teplotou (napríklad na spodok zariadenia). Nikdy ho neumiestňujte priamo nad vykurovacie zariadenie. Najlepšie je umiestniť viacero zariadení na vodorovnú rovinu.

9. Usporiadajte zariadenia s najvyššou spotrebou energie a najvyšším vývinom tepla v blízkosti najlepšej polohy pre odvod tepla. Na rohy a obvodové okraje dosky s plošnými spojmi neumiestňujte zariadenia s vysokým ohrevom, pokiaľ v ich blízkosti nie je umiestnený chladič.

Pri návrhu výkonového rezistora voľte čo najviac väčšie zariadenie a pri úprave rozloženia plošného spoja mu dajte dostatok priestoru na odvod tepla.

10. Zabráňte koncentrácii horúcich miest na doske plošných spojov, rovnomerne rozdeľte napájanie na doske plošných spojov čo najviac a udržujte výkon povrchovej teploty plošného spoja rovnomerný a konzistentný.

Často je ťažké dosiahnuť striktnú rovnomernú distribúciu počas procesu návrhu, ale je potrebné vyhnúť sa oblastiam s príliš vysokou hustotou výkonu, aby sa predišlo tomu, že horúce miesta ovplyvnia normálnu prevádzku celého okruhu.

Ak je to možné, je potrebné analyzovať tepelný výkon plošného spoja. Napríklad softvérový modul analýzy indexu tepelného výkonu pridaný do niektorého profesionálneho softvéru na návrh PCB môže pomôcť dizajnérom optimalizovať návrh obvodu.