Technologie PCB - Maîtriser la technologie de dissipation thermique des cartes PCB

L’importance du design thermique.

La dissipation de chaleur de la carte PCB est un lien très important, alors quelle est la technologie de dissipation de chaleur de la carte PCB?

Pour l'électronique, lorsque l'appareil fonctionne, une certaine quantité de chaleur est générée, ce qui entraîne une augmentation rapide de la température à l'intérieur de l'appareil. Si la chaleur n'est pas libérée à temps, l'appareil continuera à se réchauffer. En raison de la surchauffe, la fiabilité de l'appareil sera réduite. Par conséquent, une bonne dissipation thermique de la carte est très importante.

Les facteurs d'influence de l'augmentation de la température des plaques de PCB ont été analysés.

La cause directe de l'augmentation de la température de la carte imprimée est que la présence de dispositifs consommant de l'énergie du circuit varie avec la consommation d'énergie.

Il y a deux phénomènes de hausse de température sur la carte de circuit imprimé.

(1) augmentation de la température locale ou augmentation de la température de grande surface.

(2) augmentation de température courte ou longue. Lors de l'analyse du temps de chauffe d'un PCB, l'analyse est généralement effectuée à partir des aspects suivants.

La consommation électrique est de 2,1.

(1) Analyser la consommation d'énergie par unité de surface.

(2) Analyser la distribution de la consommation d'énergie de la carte PCB.

La structure du circuit imprimé est 2.2.

Dimensions de la carte de circuit imprimé (1).

Matériel de plaque d'impression.

Installez 2,3 cartes de circuit imprimé.

Le mode d'installation (p. ex. montage vertical, etc.).

Deuxièmement, la distance entre le joint et le boîtier.

2.4 rayonnement thermique.

(1) émissivité de la surface de la carte de circuit imprimé.

(2) différence de température entre la carte de circuit imprimé et la surface adjacente et sa température absolue.

2.5 transfert de chaleur.

Installation du radiateur (1) (1).

(2) transmission d'autres structures installées.

2.6 convection thermique.

Tout d’abord, la convection naturelle.

Deuxièmement, la convection par refroidissement forcé.

L'analyse des facteurs ci - dessus pour les cartes de circuits imprimés est un moyen efficace de résoudre le problème de la montée en température des cartes de circuits imprimés. Ces facteurs sont souvent liés aux dépendances dans les produits et les systèmes. La plupart des facteurs doivent être analysés en fonction de la situation réelle, et l'augmentation de la température et la consommation d'énergie ne peuvent être correctement calculées ou estimées qu'au cas par cas.

Trois méthodes de conception thermique de PCB.

1 dissipe la chaleur par la carte PCB elle - même..

2 haut appareil de chauffage plus radiateur plaque conductrice de chaleur.

Lorsque quelques périphériques PCB ont une capacité de chauffage élevée (moins de 3), un radiateur avec ventilateur peut être utilisé lorsque la température ne diminue pas. Améliore l'effet de dissipation de chaleur. Lorsque le nombre d'appareils de chauffage est supérieur à 3), un grand couvercle dissipateur de chaleur (plaque) peut être utilisé. Il s'agit d'un radiateur spécial qui sélectionne différents composants en fonction de la position et du niveau de l'appareil de chauffage sur la carte PCB ou sur un grand radiateur plat. Fixez le couvercle dissipateur de chaleur dans son ensemble sur la surface du composant et dissipez la chaleur au contact de chaque composant. Cependant, la dissipation de chaleur n'est pas bonne en raison de la consistance élevée des composants. Généralement, un tampon thermique doux à changement de phase thermique est ajouté à la surface de l'élément pour améliorer l'effet de dissipation de chaleur.

Pour les appareils de refroidissement par air à convection libre, il est préférable de disposer un circuit intégré (ou autre) ou une longueur horizontale.

4 adoptez la conception raisonnable de câblage pour réaliser la dissipation de chaleur.

En raison de la mauvaise conductivité thermique de la résine dans la plaque, les fils et les trous de la Feuille de cuivre sont des conducteurs thermiques, ce qui augmente le taux résiduel de la Feuille de cuivre et augmente les trous conducteurs de chaleur.

Quatre conclusions.

(1) l'élévation de température des conducteurs de circuits imprimés due au courant ne doit pas dépasser 125 °C (valeur typique couramment utilisée). La planche choisie peut être différente. Comme les composants sont montés sur une plaque d'impression, une partie de la chaleur peut également affecter la température de fonctionnement. Lors du choix des matériaux et des plaques d'impression, il convient de tenir compte du fait que la température du point chaud ne doit pas dépasser 125 °C. Essayez de choisir une feuille de cuivre plus épaisse.

(2) dans des cas particuliers, des plaques de résistance thermique telles que des substrats céramiques à base d'aluminium peuvent être utilisées.

3. La structure de panneau multicouche contribue à la conception thermique du PCB.

3.2 assurez - vous que les canaux de dissipation de chaleur sont ouverts.

Tout d'abord, en utilisant pleinement la peau de cuivre, Fenestration, trous de dissipation de chaleur et d'autres technologies, établir un canal de faible résistance thermique raisonnable et efficace pour assurer une évacuation en douceur de la chaleur du PCB.

La conception des trous de dissipation de chaleur peut améliorer efficacement la zone de dissipation de chaleur, réduire la résistance thermique et améliorer la densité de puissance de la carte. Par example, un perçage est prévu sur les Plots du dispositif LCC. Au cours de la production de circuits, la soudure peut se propager rapidement à travers des trous ou des trous borgnes à la couche métallique dissipateur de chaleur ou des plots de cuivre à l'arrière pour améliorer la conductivité thermique. Dans certains cas, des matériaux de dissipation de chaleur sont spécialement conçus et utilisés pour les cartes de circuits imprimés à couche Dissipative de chaleur, tels que les cartes de circuits imprimés utilisées dans certaines alimentations de modules.

Pour réduire la résistance thermique du processus de conduction thermique, la conduction thermique est réalisée sur la surface de contact entre le dispositif à haute consommation et le substrat à l'aide d'un matériau thermiquement conducteur.

Pour améliorer les conditions de dissipation de chaleur, vous pouvez ajouter une petite quantité de cuivre à la pâte à souder pour améliorer les conditions de dissipation de chaleur. Après le soudage, les points de soudure sous l'appareil ont une certaine hauteur. L'espace entre l'appareil et la plaque d'impression augmente la dissipation de chaleur par convection.

3.3 exigences de disposition des composants.

(1) la conception de PCB d'analyse thermique de logiciel contrôle l'élévation de température maximum interne.

(2) vous pouvez envisager d'installer des composants à rayonnement élevé sur la carte de circuit imprimé.

(3) la distribution uniforme de la capacité thermique de la plaque doit être notée, si inévitable, ne pas concentrer l'équipement à haute consommation d'énergie en amont du flux d'air. Et assurez - vous qu'il y a suffisamment d'air de refroidissement qui circule à travers les zones où la consommation de chaleur est concentrée.

4) rendre le chemin de transfert de chaleur aussi court que possible.

(5) rendre la Section de transfert de chaleur aussi grande que possible.

(6) la disposition des composants doit tenir compte des effets du rayonnement thermique sur les composants environnants. Les composants sensibles à la chaleur (y compris les équipements à semi - conducteurs) doivent être éloignés des sources de chaleur ou isolés.

Il est préférable d'éloigner le condensateur (7) de la source de chaleur.

Huitièmement, faites attention à la ventilation forcée et naturelle.

(9) les conduits d'air de l'équipement de sous - plaque supplémentaire sont dans le même sens que la ventilation.

(10) essayez de maintenir une distance suffisante entre l'admission et l'échappement.

(11) l’appareil de chauffage doit être placé au - dessus du produit dans la mesure du possible et, lorsque cela est permis, dans le passage du flux d’air.

(12) Les pièces à forte chaleur ou à courant élevé ne doivent pas être placées dans les coins et autour des plaques d’impression, à condition qu’elles puissent être montées sur des radiateurs et à l’écart d’autres appareils. Et assurez - vous que les canaux de dissipation de chaleur sont ouverts.

(13) périphériques pour petits amplificateurs de signal (dispositifs de dérive de température aussi petits que possible).

(14) essayez d'utiliser un châssis métallique ou un châssis pour dissiper la chaleur.

Exigences de câblage 3.4.

(1) choix de la plaque d'acier (conception raisonnable de la structure de la plaque d'impression).

(2) Règles de câblage PCB.

(3) Planifier la largeur minimale du canal en fonction de la densité de courant de l'équipement; Portez une attention particulière au câblage des canaux au niveau des coutures.

(4) Les lignes à courant élevé doivent être aussi superficielles que possible; Si les exigences ne sont pas satisfaites, vous pouvez envisager d'utiliser un bus.

Cinquièmement, minimiser la résistance thermique de la surface de contact. Par conséquent, la zone conductrice de chauffage doit être augmentée, la surface de contact doit être lisse et peut être recouverte de graisse de silicone conductrice de chaleur si nécessaire.

(6) considérez l'équilibre des contraintes et augmentez l'épaisseur du point de contrainte thermique.

(7) la peau de cuivre Dissipative de chaleur adopte la méthode de fenêtre de contrainte de dissipation de chaleur, la méthode de masque de soudure par résistance de dissipation de chaleur ouvre correctement la fenêtre.

(8) une grande surface de feuille de cuivre sur la surface peut être utilisée de manière appropriée.

(9) Les trous de montage à la terre sur la carte de circuit imprimé utilisent de plus grands Plots et utilisent pleinement les boulons de montage et la Feuille de cuivre sur la surface de la carte imprimée pour dissiper la chaleur.