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¿Cómo debería mejorar la placa de circuito PCB la eficiencia de disipación de calor?

2020-03-20

¿Cómo debería mejorar la placa de circuito PCB la eficiencia de disipación de calor?

Tableros de doble cara . Este tipo de placa de circuito tiene cableado en ambos lados, pero para usar los cables en ambos lados, debe tener una conexión de circuito adecuada entre los dos lados.

PCB circuit board

2. Tableros multicapa. Para aumentar el área de cableado, las placas multicapa utilizan más placas de cableado de una o dos caras.

PCB circuit board

En el caso de los equipos electrónicos, se genera una cierta cantidad de calor durante el trabajo, lo que hace que la temperatura interna del equipo aumente rápidamente. Si el calor no se libera a tiempo, el equipo continuará calentándose y el dispositivo fallará debido al sobrecalentamiento. La confiabilidad del rendimiento del equipo electrónico se degradará. Por lo tanto, es muy importante realizar un buen proceso de disipación de calor en la placa de circuito. La disipación de calor de la placa de circuito de PCB es un vínculo muy importante.
Entonces, ¿cuál es la técnica de disipación de calor de la placa de circuito PCB? Vamos a discutirla juntos.
Uno,
1. Disipación de calor a través de la propia placa PCB:

Las placas PCB que se utilizan ampliamente en la actualidad son un sustrato de tela de vidrio revestido de cobre / epoxi o un sustrato de tela de vidrio de resina fenólica, y se utilizan algunas placas revestidas de cobre a base de papel. Aunque estos sustratos tienen excelentes propiedades eléctricas y propiedades de procesamiento, tienen malas propiedades de disipación de calor. Como método de disipación de calor para componentes que generan mucho calor, es casi imposible confiar en la resina de PCB para conducir el calor, pero para disipar el calor de la superficie de los componentes al aire circundante. Sin embargo, dado que los productos electrónicos han entrado en la era de la miniaturización de componentes, la instalación de alta densidad y el ensamblaje de alta temperatura, no es suficiente disipar el calor solo en la superficie de los componentes con una superficie muy pequeña. Al mismo tiempo, debido al gran uso de componentes de montaje en superficie como QFP y BGA, el calor generado por los componentes se transfiere a la placa PCB. Por lo tanto, una mejor manera de resolver la disipación de calor es mejorar la capacidad de disipación de calor de la propia PCB que está en contacto directo con el elemento calefactor. Realizado o emitido.

2. Heat dissipation through layout:

a. The heat sensitive device is placed in the cold wind area.

b. The temperature detection device is placed in a relatively hot location.

c. The devices on the same printed board should be arranged as much as possible according to the amount of heat generated and the degree of heat dissipation. Devices with low heat generation or poor heat resistance (such as small signal transistors, small-scale integrated circuits, electrolytic capacitors, etc.) should be placed. The cooling airflow is quite upstream (at the entrance). Devices with high heat generation or good heat resistance (such as power transistors, large-scale integrated circuits, etc.) are placed quite downstream of the cooling airflow.

d. In the horizontal direction, high-power devices should be arranged as close to the edge of the printed board as possible to shorten the heat transfer path; in the vertical direction, high-power devices should be arranged as close to the top of the printed board as possible to reduce the temperature of these devices when they are working. Impact.

e. The heat dissipation of the printed board in the device mainly depends on the air flow, so the air flow path should be researched in the design, and the device or printed circuit board should be reasonably configured. When air flows, it tends to flow in a place with low resistance, so when configuring the device on the printed circuit board, avoid leaving a large airspace in a certain area. The configuration of multiple printed circuit boards in the whole machine should also pay attention to the same problem.

f. The temperature-sensitive devices are better placed in areas with lower temperatures (such as the bottom of the device). Do not place them directly above the heating device. Multiple devices are better arranged on a horizontal plane.

gramo. Coloque los dispositivos con alto consumo de energía y alta generación de calor cerca de lugares con buena disipación de calor. No coloque dispositivos con alta generación de calor en las esquinas y bordes periféricos de la placa impresa, a menos que haya un disipador de calor cerca. Al diseñar la resistencia de potencia, seleccione un dispositivo más grande tanto como sea posible y asegúrese de que haya suficiente espacio para la disipación de calor al ajustar el diseño de la placa impresa.

2 、 Dispositivo de alta generación de calor más disipador de calor y placa conductora de calor Cuando algunos dispositivos en la PCB tienen una gran cantidad de calor (menos de 3), se puede agregar un disipador de calor o un tubo conductor de calor al generador de calor dispositivo. Cuando no se puede bajar la temperatura, se puede utilizar un radiador con ventilador para mejorar la disipación del calor.

When there are many heating devices (more than 3), a large heat shield (board) can be used. It is a dedicated heat sink customized according to the position and height of the heating device on the PCB board or a large flat heat sink. Cut out different component height positions.

The heat sink is integrally buckled on the surface of the component, and contacts each component to dissipate heat. However, the heat dissipation effect is not good due to the poor consistency of the components when mounting and welding. Generally, a soft thermal phase change thermal pad is added on the component surface to improve the heat dissipation effect.

3、For equipment using free convection air cooling, it is better to arrange integrated circuits (or other devices) in a lengthwise manner, or in a horizontal lengthwise manner.

4. Adopte un diseño de cableado razonable para lograr la disipación de calor. Debido a la mala conductividad térmica de la resina en la placa, las líneas y los orificios de la lámina de cobre son buenos conductores del calor, el aumento de la tasa residual de la lámina de cobre y el aumento de los orificios de conducción de calor son los principales medios de disipación del calor. Para evaluar la capacidad de disipación de calor de un PCB, es necesario calcular la conductividad térmica equivalente (nueve eq) de un material compuesto compuesto por varios materiales con diferente conductividad térmica, uno por uno, para un sustrato aislante para un PCB.

5 、 Los dispositivos en la misma placa impresa deben disponerse tanto como sea posible de acuerdo con la cantidad de calor generado y el grado de disipación de calor. Los dispositivos con baja generación de calor o poca resistencia al calor (como pequeños transistores de señal, circuitos integrados de pequeña escala, condensadores electrolíticos, etc.) se colocan en el flujo de aire de refrigeración. Es relativamente alto (en la entrada) y los dispositivos con gran generación de calor o buena resistencia al calor (como transistores de potencia, circuitos integrados a gran escala, etc.) se colocan relativamente aguas abajo del flujo de aire de refrigeración.

6 、 En la dirección horizontal, los dispositivos de alta potencia están dispuestos lo más cerca posible del borde de la placa impresa para acortar la ruta de transferencia de calor; en la dirección vertical, los dispositivos de alta potencia están dispuestos lo más cerca posible de la placa impresa para reducir el impacto de estos dispositivos sobre la temperatura de otros dispositivos durante el funcionamiento.

7 、 La disipación de calor de la placa impresa en el dispositivo depende principalmente del flujo de aire, por lo que la ruta del flujo de aire debe investigarse en el diseño y el dispositivo o la placa de circuito impreso deben configurarse razonablemente.

Cuando el aire fluye, tiende a fluir en un lugar con baja resistencia, por lo que al configurar el dispositivo en la placa de circuito impreso, evite dejar un gran espacio aéreo en un área determinada. La configuración de múltiples placas de circuito impreso en toda la máquina también debe prestar atención al mismo problema.

8 、 Los dispositivos sensibles a la temperatura se colocan mejor en áreas donde la temperatura es relativamente baja (como la parte inferior del dispositivo). No lo coloque directamente sobre el dispositivo generador de calor. Es mejor disponer varios dispositivos en un plano horizontal.

9 、 Coloque los dispositivos con alto consumo de energía y alta generación de calor cerca de lugares con buena disipación de calor. No coloque dispositivos con alta generación de calor en las esquinas y los bordes periféricos de la placa impresa, a menos que haya un disipador de calor cerca.

Al diseñar la resistencia de potencia, seleccione un dispositivo más grande tanto como sea posible y asegúrese de que haya suficiente espacio para la disipación de calor al ajustar el diseño de la placa impresa.

10、Avoid the concentration of hot spots on the PCB, and distribute the power as evenly as possible on the PCB to maintain uniform and consistent temperature performance on the PCB surface.

It is often difficult to achieve strict uniform distribution during the design process, but it is necessary to avoid areas with too high power density to avoid excessive hot spots that affect the normal operation of the entire circuit

 

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