¿Cómo hacer un tratamiento de disipación de calor de PCB? Recuerda estos importantes consejos.

El calor generado por el funcionamiento del equipo electrónico aumenta rápidamente la temperatura interna del equipo. Si el calor no se libera a tiempo, el equipo continuará calentándose y el dispositivo fallará debido al sobrecalentamiento, y la confiabilidad del equipo electrónico disminuirá. Por lo tanto, es muy importante calentar la placa de circuito.

Análisis del aumento de temperatura de la placa de circuito impreso.

La causa directa del aumento de temperatura de PCB es el consumo de energía de los dispositivos electrónicos, que varía con el consumo de energía.

Dos fenómenos de aumento de temperatura en PCB:

(1) aumento de la temperatura local o aumento de la temperatura del área grande;

(2) Aumento de la temperatura a corto o largo plazo.

Al analizar el consumo de energía térmica de PCB, generalmente se analiza desde los siguientes aspectos.


1. Consumo de energía eléctrica.

(1) análisis del consumo de energía por unidad de área;

(2) analizar la distribución de potencia en PCB.


2. Estructura de PCB

(1) el tamaño de la tabla impresa;

(2) materiales de cartón impresos.


3. Modo de instalación de PCB

(1) modo de instalación (como instalación vertical e instalación horizontal);

(2) condición de sellado y distancia de la carcasa.


4. radiación térmica

(1) coeficiente de radiación de la superficie de PCB;

(2) la diferencia de temperatura entre la PCB y las superficies adyacentes y su temperatura absoluta;


5. Conducción de calor.

(1) instalar los radiadores;

(2) Conducción de otras piezas estructurales de instalación.


6. Convección térmica.

(1) convección natural;

(2) convección de enfriamiento forzado.

El análisis de los factores anteriores de PCB es una forma efectiva de resolver el aumento de temperatura de PCB, y estos factores a menudo están relacionados y dependen entre sí en un producto y sistema. La mayoría de los factores deben analizarse de acuerdo con la situación real, y el aumento de temperatura, el consumo de energía y otros parámetros solo se pueden calcular o estimar correctamente de acuerdo con una situación específica.

Modo de disipación de calor de la placa de circuito

1. Agregue el disipador de calor y la placa conductora de calor para dispositivos de alta calefacción.

Cuando hay una pequeña cantidad de dispositivos en PCB con calor alto (menos de 3), se puede agregar un radiador o tubo conductor de calor al dispositivo de calentamiento. Cuando la temperatura no disminuye, se puede usar un radiador con ventilador para mejorar el efecto de disipación de calor. Cuando la cantidad de dispositivos de calefacción es grande (más de 3), se puede usar una cubierta de refrigeración grande (placa). Es un radiador especial personalizado según la posición y la altura de los dispositivos de calefacción en la placa PCB, o se pueden cortar diferentes posiciones de componentes en un radiador plano grande. El disipador de calor está integrado en la superficie del componente y hace contacto con cada componente para disipar el calor. Sin embargo, debido a la baja y alta consistencia cuando los componentes se instalan y se sueldan, el efecto de disipación de calor no es bueno. Las almohadillas de conducción de calor de cambio de fase térmica suave generalmente se agregan en la superficie de los componentes para mejorar el efecto de disipación de calor.

2. Disipación del calor a través de la placa PCB.

Actualmente, el PCB se usa ampliamente como sustrato de tela de vidrio de cobre / epoxi o sustrato de tela de vidrio de resina fenólica, y se usa una pequeña cantidad de placa de cobre a base de papel. Aunque estos sustratos tienen excelentes propiedades eléctricas y propiedades de procesamiento, son pobres en la disipación de calor. Como la ruta de disipación de calor de los elementos de alto calentamiento, es casi imposible transferir calor de la propia resina de PCB, pero disipar el calor de la superficie de los componentes al aire circundante. Sin embargo, como los productos electrónicos han entrado en la era de la miniaturización, la instalación de alta densidad y el montaje de calor térmico, no es suficiente confiar solo en la superficie de los componentes con una superficie muy pequeña para disipar el calor. Al mismo tiempo, debido al uso extensivo de componentes montados en la superficie, como QFP y BGA, el calor generado por los componentes se transfiere a la placa PCB en grandes cantidades. Por lo tanto, la mejor manera de resolver la disipación de calor es mejorar la capacidad de disipación de calor de la PCB en sí misma que contacta directamente con los elementos de calefacción, y realizar o enviar a través de la placa PCB.

3. Adoptar un diseño de cableado razonable para realizar la disipación de calor.

Debido a la mala conductividad térmica de la resina en la placa, y la línea de lámina de cobre y el orificio es un buen conductor del calor, por lo que mejorar la tasa residual de la lámina de cobre y aumentar el orificio de conductividad térmica es el principal medio de disipación de calor.

Para evaluar la capacidad de disipación de calor de PCB, es necesario calcular la conductividad térmica equivalente (9 eq) de los sustratos de aislamiento de PCB para materiales compuestos compuestos de varios materiales con diferentes coeficientes de conductividad térmica.

4. Para equipos con enfriamiento por aire de convección libre, es mejor disponer los circuitos integrados (u otros dispositivos) en longitud vertical u horizontal.

5. En la misma pieza del dispositivo PCB debe, en la medida de lo posible, de acuerdo con el valor calorífico del tamaño y el grado de partición de calor, el valor calorífico es pequeño o pobre. Condensadores electrolíticos, etc.) en el flujo de aire de refrigeración del mejor () en la entrada, dispositivos de resistencia térmica de gran valor calorífico (como transistor de potencia, circuito integrado a gran escala, etc.) en el flujo de aire de enfriamiento más corriente abajo.

6. En la dirección horizontal, los dispositivos de alta potencia deben disponerse lo más cerca posible del borde de la PCB, para acortar el recorrido de transferencia de calor; En la dirección vertical, los dispositivos de alta potencia están dispuestos lo más cerca posible de la parte superior de la PCB, a fin de reducir la influencia de estos dispositivos en la temperatura de otros dispositivos.

7. Los dispositivos sensibles a la temperatura se colocan mejor en el área con la temperatura más baja (como la parte inferior del dispositivo), nunca lo coloque directamente sobre el dispositivo de calefacción, ya que los dispositivos múltiples son mejores en una disposición horizontal escalonada.

8. La disipación de calor de la placa impresa en el equipo depende principalmente del flujo de aire, por lo que la trayectoria del flujo de aire debe estudiarse en el diseño y la tarjeta del dispositivo o circuito impreso debe estar configurada de manera razonable. El flujo de aire siempre tiende a fluir cuando la resistencia es baja, por lo que en el dispositivo de configuración de la placa de circuito impreso, para evitar dejar un espacio grande en un área determinada. La configuración de varias placas de circuito impreso en toda la máquina también debe prestar atención al mismo problema.

9. Evite la concentración de puntos calientes en la PCB, distribuya la potencia de manera uniforme en la placa de la PCB y mantenga el rendimiento uniforme y constante de la temperatura de la superficie de la PCB. A menudo es difícil lograr una distribución uniforme y estricta en el proceso de diseño, pero debemos evitar las áreas con una densidad de potencia demasiado alta, para evitar que los puntos calientes afecten el trabajo normal de todo el circuito. Si es posible, es necesario realizar un análisis de eficiencia térmica de los circuitos impresos. Por ejemplo, el módulo de software de análisis de índice de eficiencia térmica agregado en algún software de diseño de PCB profesional puede ayudar a los diseñadores a optimizar el diseño del circuito.

10. Organice los dispositivos con el mayor consumo de energía y máximo calentamiento cerca de la posición óptima de disipación de calor. No coloque componentes de alta calefacción en las esquinas y bordes de una tabla impresa a menos que haya un dispositivo de enfriamiento cerca. Al diseñar resistencias de potencia, debemos elegir dispositivos más grandes en la medida de lo posible, y ajustar el diseño de la PCB para que haya suficiente espacio de disipación de calor.

11. Los dispositivos de alta disipación de calor deben minimizar la resistencia térmica entre ellos cuando se conectan con el sustrato. Para cumplir mejor con los requisitos de las características térmicas, se pueden usar algunos materiales de conductividad térmica (como una capa de gel de sílice conductora del calor) en la parte inferior del chip y se puede mantener cierta área de contacto para la disipación del calor del dispositivo.

12. Conexión entre dispositivo y sustrato:

(1) minimizar la longitud del cable del dispositivo;

(2) al seleccionar dispositivos de alta potencia, se debe considerar la conductividad térmica de los materiales de plomo, y se debe seleccionar la mayor superficie de la sección de plomo en la medida de lo posible;

(3) seleccionar dispositivos con un gran número de pines.

13. Embalaje selección de dispositivos:

(1) al considerar el diseño térmico, se debe prestar atención a la descripción del paquete del dispositivo y su conductividad térmica;

(2) se debe considerar la posibilidad de proporcionar una buena trayectoria de conducción de calor entre el sustrato y el paquete del dispositivo;

(3) Debe evitarse la partición de aire en la trayectoria de conducción de calor. Si esto sucede, se pueden utilizar materiales conductores térmicos para el relleno.