Đối với thiết bị điện tử, trong quá trình hoạt động sẽ sinh ra một lượng nhiệt nhất định, do đó nhiệt độ bên trong thiết bị tăng lên nhanh chóng. Nếu không được tản nhiệt kịp thời, thiết bị sẽ tiếp tục nóng lên và thiết bị sẽ bị hỏng do quá nhiệt. Độ tin cậy của thiết bị điện tử Hiệu suất sẽ giảm.

Vì vậy, điều rất quan trọng là phải tiến hành xử lý tản nhiệt tốt trên bảng mạch. Tản nhiệt của bảng mạch PCB là một mắt xích rất quan trọng, vậy kỹ thuật tản nhiệt của bảng mạch PCB là gì, chúng ta cùng nhau tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

1. Tản nhiệt qua chính bảng mạch PCB Các bảng mạch PCB được sử dụng rộng rãi hiện nay là chất nền vải thủy tinh phủ đồng / epoxy hoặc chất nền vải thủy tinh nhựa phenolic, và một lượng nhỏ bảng đồng phủ giấy được sử dụng.

Mặc dù những chất nền này có đặc tính điện và đặc tính xử lý tuyệt vời, nhưng chúng có khả năng tản nhiệt kém. Là một đường dẫn tản nhiệt cho các linh kiện có nhiệt độ cao, hầu như không thể mong đợi nhiệt từ nhựa của chính PCB dẫn nhiệt mà phải tản nhiệt từ bề mặt của linh kiện ra không khí xung quanh.

Tuy nhiên, do các sản phẩm điện tử đã bước vào thời đại thu nhỏ linh kiện, lắp ráp mật độ cao, lắp ráp phát nhiệt cao, nên việc dựa vào bề mặt của một linh kiện có diện tích bề mặt rất nhỏ để tản nhiệt là không đủ.

Đồng thời, do việc sử dụng rộng rãi các thành phần gắn kết bề mặt như QFP và BGA, nhiệt lượng do các thành phần tạo ra được truyền đến bo mạch PCB với một lượng lớn. Vì vậy, cách tốt nhất để giải quyết vấn đề tản nhiệt là cải thiện khả năng tản nhiệt của chính PCB tiếp xúc trực tiếp với bộ phận phát nhiệt. Để được truyền đi hoặc phát ra.

Thêm lá đồng và lá đồng tản nhiệt với bộ nguồn diện tích lớn

Nhiệt qua

Sự tiếp xúc của đồng ở mặt sau của vi mạch làm giảm điện trở nhiệt giữa vỏ đồng và không khí

Bố trí PCB

Một. Đặt thiết bị nhạy cảm với nhiệt ở khu vực có gió lạnh.

NS. Đặt thiết bị phát hiện nhiệt độ ở vị trí nóng nhất.

NS. Các thiết bị trên cùng một bảng in phải được bố trí càng xa càng tốt tùy theo nhiệt trị và mức độ tản nhiệt của chúng. Nên đặt các thiết bị có nhiệt trị thấp hoặc khả năng chịu nhiệt kém (chẳng hạn như bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ, mạch tích hợp quy mô nhỏ, tụ điện hóa, v.v.) Nên đặt dòng trên cùng của luồng gió làm mát (ở cửa ra vào), và các thiết bị có nhiệt lớn phát sinh hoặc chịu nhiệt tốt (chẳng hạn như bóng bán dẫn công suất, mạch tích hợp quy mô lớn, v.v.) được đặt ở phần thấp nhất của luồng không khí làm mát.

NS. Theo chiều ngang, các thiết bị công suất cao được đặt càng gần mép bảng in càng tốt để rút ngắn đường truyền nhiệt; theo hướng thẳng đứng, các thiết bị công suất cao được đặt càng gần đầu bảng in càng tốt để giảm nhiệt độ của các thiết bị khác khi các thiết bị này làm việc Tác động.

e. Sự tản nhiệt của bảng mạch in trong thiết bị chủ yếu dựa vào luồng không khí, do đó cần nghiên cứu đường đi của luồng không khí trong quá trình thiết kế và thiết bị hoặc bảng mạch in phải được cấu hình hợp lý. Khi không khí lưu thông, nó luôn có xu hướng chảy ở những nơi có điện trở thấp, vì vậy khi cấu hình các thiết bị trên bảng mạch in, tránh để một vùng trời rộng lớn trong một khu vực nhất định. Cấu hình nhiều bảng mạch in trong toàn bộ máy cũng cần chú ý đến vấn đề tương tự.

NS. Tốt nhất nên đặt thiết bị nhạy cảm với nhiệt độ ở khu vực có nhiệt độ thấp nhất (chẳng hạn như đáy thiết bị). Không bao giờ đặt nó ngay trên thiết bị sưởi. Tốt nhất nên xếp nhiều thiết bị trên mặt phẳng nằm ngang.

NS. Bố trí các thiết bị tiêu thụ điện năng cao nhất và tỏa nhiệt cao nhất gần vị trí tản nhiệt tốt nhất. Không đặt các thiết bị phát nhiệt cao trên các góc và các cạnh ngoại vi của bảng in, trừ khi bố trí tản nhiệt gần bảng in. Khi thiết kế điện trở nguồn, hãy chọn thiết bị càng lớn càng tốt, và làm cho nó có đủ không gian để tản nhiệt khi điều chỉnh bố cục của bảng in.

NS. Khoảng cách thành phần được đề xuất:

10 cách thực tế để tản nhiệt cho PCB

10 cách thực tế để tản nhiệt cho PCB

2. Các bộ phận tạo nhiệt cao cộng với bộ tản nhiệt và tấm dẫn nhiệt. Khi một vài thành phần trong PCB tạo ra một lượng nhiệt lớn (nhỏ hơn 3), một bộ tản nhiệt hoặc ống dẫn nhiệt có thể được thêm vào các thành phần tạo nhiệt. Khi không thể hạ nhiệt độ, có thể sử dụng bộ tản nhiệt có quạt để tăng cường hiệu quả tản nhiệt.

Khi số lượng thiết bị sưởi lớn (hơn 3), có thể sử dụng nắp (bo mạch) tản nhiệt lớn, đây là tấm tản nhiệt đặc biệt được tùy chỉnh theo vị trí và chiều cao của thiết bị sưởi trên PCB hoặc một mặt phẳng lớn. tản nhiệt Cắt các vị trí chiều cao linh kiện khác nhau.

Nắp tản nhiệt được gắn liền trên bề mặt của linh kiện và nó tiếp xúc với từng thành phần để tản nhiệt. Tuy nhiên, hiệu quả tản nhiệt không tốt do độ đồng đều về độ cao trong quá trình lắp ráp và hàn các linh kiện. Thông thường, một tấm tản nhiệt thay đổi pha nhiệt mềm được thêm vào trên bề mặt của linh kiện để cải thiện hiệu quả tản nhiệt.

3. Đối với thiết bị sử dụng làm mát không khí đối lưu tự do, tốt nhất nên bố trí mạch tích hợp (hoặc các thiết bị khác) theo chiều dọc hoặc chiều ngang.

4. Sử dụng thiết kế dây hợp lý để tản nhiệt. Bởi vì nhựa trong tấm có tính dẫn nhiệt kém, và các đường và lỗ của lá đồng dẫn nhiệt tốt, làm tăng tỷ lệ còn lại của lá đồng và tăng các lỗ nhiệt là phương tiện tản nhiệt chính.

Để đánh giá khả năng tản nhiệt của PCB, cần phải tính toán độ dẫn nhiệt tương đương (chín eq) của vật liệu composite được cấu tạo từ các vật liệu khác nhau có độ dẫn nhiệt khác nhau – chất nền cách điện cho PCB.

5. Các thiết bị trên cùng một bảng in nên được bố trí càng xa càng tốt theo nhiệt trị và mức độ tản nhiệt của chúng. Nên đặt các thiết bị có nhiệt trị thấp hoặc khả năng chịu nhiệt kém (chẳng hạn như bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ, mạch tích hợp quy mô nhỏ, tụ điện hóa, v.v.) Nên đặt dòng trên cùng của luồng gió làm mát (ở cửa ra vào), và các thiết bị có nhiệt lớn hoặc khả năng chịu nhiệt (chẳng hạn như bóng bán dẫn công suất, mạch tích hợp quy mô lớn, v.v.) được đặt ở phần thấp nhất của luồng không khí làm mát.

6. Theo chiều ngang, các thiết bị công suất cao được bố trí càng gần mép bảng in càng tốt để rút ngắn đường truyền nhiệt; theo phương thẳng đứng, các thiết bị công suất cao được bố trí càng gần đầu bảng in càng tốt để giảm nhiệt độ của các thiết bị khác khi các thiết bị này làm việc. Va chạm.

7. Sự tản nhiệt của bảng in trong thiết bị chủ yếu dựa vào luồng không khí, do đó, đường dẫn của luồng không khí cần được nghiên cứu trong quá trình thiết kế, và thiết bị hoặc bảng mạch in phải được cấu hình hợp lý.

Khi không khí lưu thông, nó luôn có xu hướng chảy ở những nơi có điện trở thấp, vì vậy khi cấu hình các thiết bị trên bảng mạch in, tránh để một vùng trời rộng lớn trong một khu vực nhất định. Cấu hình nhiều bảng mạch in trong toàn bộ máy cũng cần chú ý đến vấn đề tương tự.

8. Thiết bị nhạy cảm với nhiệt độ tốt nhất nên được đặt ở khu vực có nhiệt độ thấp nhất (chẳng hạn như đáy của thiết bị). Không bao giờ đặt nó ngay trên thiết bị sưởi. Tốt nhất nên xếp nhiều thiết bị trên mặt phẳng nằm ngang.

9. Bố trí các thiết bị có công suất tiêu thụ và tỏa nhiệt cao nhất gần vị trí tốt nhất để tản nhiệt. Không đặt các thiết bị phát nhiệt cao trên các góc và các cạnh ngoại vi của bảng in, trừ khi bố trí tản nhiệt gần bảng in.

Khi thiết kế điện trở nguồn, hãy chọn thiết bị càng lớn càng tốt, và làm cho nó có đủ không gian để tản nhiệt khi điều chỉnh bố cục của bảng in.

10. Tránh tập trung các điểm nóng trên PCB, phân phối điện năng đều trên bảng PCB càng nhiều càng tốt, và giữ cho hiệu suất nhiệt độ bề mặt PCB đồng đều và nhất quán.

Thường khó đạt được sự phân bố đồng đều nghiêm ngặt trong quá trình thiết kế, nhưng phải tránh các khu vực có mật độ công suất quá cao để tránh các điểm nóng ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của toàn bộ mạch.

Nếu có thể, cần phải phân tích hiệu suất nhiệt của mạch in. Ví dụ, mô-đun phần mềm phân tích chỉ số hiệu suất nhiệt được thêm vào trong một số phần mềm thiết kế PCB chuyên nghiệp có thể giúp các nhà thiết kế tối ưu hóa thiết kế mạch.