Technologie PCB - Conception de dissipation thermique PCB conseils de conception de PCB

La fiabilité de l'électronique peut diminuer et même l'électronique peut échouer en raison de la surchauffe de l'appareil. Il est donc très important d'effectuer un traitement de conception de dissipation thermique sur la carte.

Une carte de circuit imprimé, ou carte PCB, est basée sur un schéma de circuit et remplit les fonctions requises par les concepteurs de circuits. La conception de la carte PCB comprend la conception de la mise en page, qui doit tenir compte de nombreux facteurs tels que la disposition de connexion externe, la disposition optimisée des composants électroniques internes, la disposition optimisée des connexions métalliques et des Vias, la protection électromagnétique et la dissipation de chaleur.

Analyse des facteurs d'élévation de température PCB

La cause directe de l'augmentation de la température de la carte de circuit imprimé est la présence de dispositifs consommateurs d'énergie du circuit. Les appareils électroniques ont tous différents degrés de consommation d'énergie, et l'intensité du chauffage varie avec l'ampleur de la consommation d'énergie.

Deux phénomènes de montée en température des circuits imprimés:

(1) élévation de température locale ou élévation de température de grande surface

(2) augmentation de la température à court terme ou augmentation de la température à long terme

La méthode d'augmentation de l'augmentation de la température des cartes imprimées PCB doit être considérée sous plusieurs aspects, car ces facteurs ont tendance à être interconnectés et dépendants dans les produits et les systèmes, et la plupart des facteurs doivent être analysés en fonction de la situation réelle, Uniquement pour des cas spécifiques. La situation réelle permet de calculer ou d'estimer plus précisément des paramètres tels que l'élévation de température et la consommation d'énergie.

Méthode de dissipation de chaleur de la carte de circuit imprimé

Par conséquent, dans l'analyse et la conception du travail thermique des PCB prend du temps, il est courant de résoudre les méthodes de dissipation thermique des PCB et d'optimiser la conception à partir des aspects suivants.

1. Unité de production de chaleur élevée plus radiateur, plaque conductrice de chaleur (tube)

Quand un petit nombre de composants dans un PCB produit beaucoup de chaleur (moins de 3), un radiateur ou un caloduc peut être ajouté à un appareil de chauffage. Lorsque la température ne peut pas être abaissée, un radiateur avec ventilateur peut être utilisé pour améliorer la dissipation de chaleur. Lorsque le nombre d'unités de chauffage est important (plus de 3), il est possible d'utiliser de grands radiateurs (tubes), qui sont des radiateurs spéciaux adaptés à la position et à la hauteur de l'unité de chauffage sur le PCB, ou de grands radiateurs plats. Le couvercle dissipateur de chaleur est intégralement encliqueté sur la surface des composants et dissipe la chaleur au contact de chaque composant. Cependant, la dissipation de chaleur est médiocre en raison de la faible consistance des composants lors de l'assemblage et du soudage. Au cours des dernières années, afin d'améliorer l'effet de dissipation de chaleur, certains éléments à haute chaleur ajouteront des coussins thermiques à changement de phase thermique doux à leur surface.

2. Dissipation de chaleur par la carte PCB elle - même

À l'heure actuelle, la carte PCB largement utilisée est un substrat en tissu de verre plaqué cuivre / époxy ou un substrat en tissu de verre en résine phénolique, une petite quantité de plaque de cuivre plaquée à base de papier est utilisée.

Malgré leurs excellentes propriétés électriques et d'usinage, ces substrats présentent une mauvaise dissipation thermique. En tant que chemin de dissipation de chaleur pour les composants hautement générateurs de chaleur, il est presque impossible de s'attendre à ce que la chaleur de la résine provenant du PCB lui - même conduise la chaleur, mais plutôt la dissipe de la surface du composant dans l'air ambiant. Cependant, alors que l'électronique entre dans l'ère de la miniaturisation des composants, de l'installation à haute densité et de l'assemblage à haute génération de chaleur,

Il ne suffit pas de s'appuyer uniquement sur la surface d'un composant de très faible surface pour dissiper la chaleur. Dans le même temps, grâce à l'utilisation généralisée d'éléments montés en surface tels que qfp et BGA, une grande partie de la chaleur générée par ces éléments est transférée sur la carte PCB. Par conséquent, la meilleure façon de résoudre le problème de la dissipation de chaleur est d'améliorer la capacité de dissipation de chaleur du PCB lui - même qui est en contact direct avec l'élément chauffant via la carte PCB. Lancement, lancement.

3. Adoptez la conception raisonnable de câblage pour réaliser la dissipation thermique

En raison de la mauvaise conductivité thermique de la résine dans la plaque, tandis que les fils et les trous de la Feuille de cuivre sont de bons conducteurs thermiques, l'augmentation du taux résiduel de la Feuille de cuivre et des trous conducteurs de chaleur est le principal moyen de dissiper la chaleur. Pour tester et évaluer la capacité de dissipation thermique d'un PCB, il est nécessaire de calculer la conductivité thermique équivalente d'un matériau composite composé de divers matériaux de conductivité thermique différente - le substrat isolant du PCB.

4. Distribution raisonnable et uniforme de la source de chaleur

Les assemblages sur une même plaque d'impression doivent, dans la mesure du possible, être disposés en fonction de leur pouvoir calorifique et de leur degré de dissipation thermique. Les appareils ayant un faible pouvoir calorifique ou une faible résistance à la chaleur (tels que les petits Transistors de signal, les petits circuits intégrés, les condensateurs électrolytiques, etc.) doivent être placés dans le flux d'air de refroidissement. Le flux d'air le plus haut (à l'entrée), les dispositifs à plus grande résistance thermique ou thermique (tels que les transistors de puissance, les grands circuits intégrés, etc.) sont placés le plus en aval du flux d'air de refroidissement. Évitez la concentration des points chauds sur le PCB, Répartissez les éléments de puissance équivalente uniformément sur la carte PCB autant que possible, en gardant la performance de la température de surface du PCB uniforme et cohérente.

5. Utilisation de matériaux conducteurs de chaleur pour réduire la résistance thermique

Lorsque des pièces de dissipateur de chaleur élevé sont connectées au substrat, la résistance thermique entre elles doit être minimisée. Pour mieux répondre aux exigences de caractéristiques thermiques, il est possible d'utiliser un matériau thermiquement conducteur (tel qu'une couche de silicone thermiquement conducteur) sur la face inférieure de la puce et de maintenir une certaine surface de contact permettant au dispositif de dissiper la chaleur.

6. Connexion entre le dispositif et le substrat

(1) Minimiser la longueur du fil de l'appareil

(2) la conductivité thermique du matériau de la sonde doit être prise en compte lors du choix des dispositifs haute puissance. Si possible, essayez de choisir la section transversale maximale du fil

(3) Choisissez un appareil avec plus de broches

7. Choix des matériaux d'emballage de l'équipement

(1) lors de l'examen de la conception thermique du PCB, veuillez prêter attention à la description de l'emballage de l'appareil et à sa conductivité thermique

(2) Envisager de fournir un bon chemin de conduction thermique entre le substrat et le boîtier du dispositif

(3) Les séparateurs d'air doivent être évités dans le chemin de conduction thermique. Si tel est le cas, le remplissage peut être effectué avec un matériau conducteur de la chaleur.