Hogyan lehet javítani a hőelvezetést a PCB tervekkel

Ha azt szeretné, hogy a NYÁK hatékonyan és eredményesen működjön, akkor fontolóra kell vennie néhány tervezési változtatást. A hőelvezetés javítása érdekében optimalizálnia kell az alkatrészek elrendezését. Ez segít a NYÁK-nak, hogy teljes mértékben kihasználja a rézsíkokat, a hőelvezető lyukakat és a forrasztási maszknyílásokat. Ezenkívül gondoskodnia kell arról, hogy az Ön által használt hőellenállás-csatorna ésszerű legyen, lehetővé téve a zökkenőmentes hőkivezetést a NYÁK-ból.

Termikus átvezetések

A hőelvezetés javításának egyik módja a nyomtatott áramköri lapok tervezésénél a hőátvezetések beépítése. A termikus átvezetések előnye, hogy lehetővé teszik a hő átadását két különböző réteg között. Egy nagyobb termikus átjáró nagyobb teret biztosít a hő mozgásához. A múltban népszerűek voltak a vezető epoxival töltött átvezetők. Ezek az átvezetések azonban nemcsak gazdaságtalanok, hanem drágák is lehetnek. Ehelyett fontolja meg a hagyományos termikus átvezetők használatát, amelyek ingyenesek, és majdnem ugyanolyan hatékonyak.

A termikus átvezetések nem csak az eszköz számára előnyösek, hanem segítenek a csatlakozási hőmérséklet csökkentésében is. Emellett lehetővé teszik a hőelvezetés más módszereit is a NYÁK hátoldalán.

Réz súly

A réz súlya fontos szempont a nyomtatott áramköri lap tervezésénél. Növeli az áramköri lap teljes vastagságát, és általában unciában mérik négyzetlábanként. A nehéz rezet használó NYÁK-ok súlya elérheti a 20 unciát négyzetlábanként. A vastagság mellett a réz tömege is fontos tényező a NYÁK áramfelvételi kapacitása szempontjából.

A nehézréz PCB-ket gyakran használják teljesítményelektronikai eszközökben és más olyan készülékekben, amelyeknek ellen kell állniuk a szigorú környezetnek. Ezek a kialakítások vastagabb nyomvonalakkal rendelkeznek, amelyek nagyobb áramot képesek elviselni. A páratlan hosszúságú nyomvonalakat is kiküszöbölik. Ezen túlmenően az alacsony rézből készült NYÁK-ok lehetővé teszik az alacsony nyomvonalimpedanciát, de nem valószínű, hogy rendkívül kis nyomvonalszélességgel rendelkeznek.

Kitett párnák

A termikus átjáró jelenléte csökkenti a pad és a környező sík hőmérséklete közötti különbséget. A termikus átvezetés hővezető képessége is csökken, ha a felület mögött sík van. A két lapka között elhelyezett termikus átjáró a felület kis százalékát teszi ki.

Alapvető fontosságú, hogy minimalizáljuk a nyomtatott áramköri áramköri elemek által termelt hőmennyiséget. Ezért a tervezőknek távol kell tartaniuk őket a sarkoktól és a szomszédos nyomvonalaktól. Optimalizálniuk kell továbbá az ezeket a teljesítménykomponenseket körülvevő területet is, ami gyakran a tápcsatlakozók szabadon hagyásával történik. Az ilyen típusú pads az IC-csomag által termelt hő 80% részét a csomag alján keresztül vezeti el, a maradék pedig az oldalakon keresztül távozik.

A nyomtatott áramköri lapok hőjének csökkentése érdekében a tervezők jobb hőkezelő termékeket használhatnak. Ezek a termékek közé tartoznak a hőcsövek, hűtőbordák, ventilátorok és egyéb termékek. Ezek a termékek segíthetnek csökkenteni a NYÁK hőmérsékletét vezetés, passzív konvekció és sugárzás révén. Ezenkívül a tervezők olyan összekapcsolási módszert választhatnak, amely csökkenti a lapon keletkező hőt. Az általános, szabadon hagyott lapkák megközelítése több hőproblémához vezet, mint amennyit megold.

Hűtőventilátorok

A NYÁK-ok számára előnyös lehet a hűtőventilátorok hozzáadása a hő elvezetéséhez a lapról. Általában a réz vagy poliimid alapanyaggal készült PCB-k gyorsabban vezetik el a hőt, mint a nem vezető alapanyaggal készültek. Ezek a NYÁK-ok rugalmasabbak is, és gyakran nagyobb felületen vezetik a hőt. Ezenkívül nagyobb helyet biztosítanak a nagy teljesítményű alkatrészek között.

A hűtőventilátorok megfelelő elhelyezése javítja a hőelvezetést. A jó nyomtatott áramköri elrendezés a legnagyobb teljesítményt termelő alkatrészeket a hűtőventilátoroktól lefelé helyezi. Az IPC-2221 nyomtatott áramköri tervezési útmutató segítségével a tervező megtudhatja az egyes alkatrészek közötti ajánlott távolságokat.

Hővezető szubsztrátumok

A hővezető szubsztrát kiválasztása a nyomtatott áramköri lap tervezéséhez fontos szempont a tervezés során. Segíthet javítani a hőelvezetést azáltal, hogy csökkenti az aktív alkatrészekre ható hőterhelést. A nagy hővezető képesség kiküszöbölheti a terjedelmes hűtőbordák vagy ventilátorok szükségességét is.

A hővezető szubsztrátumok a nyomtatott áramköri lapok alapvető alkotóelemei, ezért létfontosságú, hogy a megfelelőt válasszuk. A hővezető szubsztrátumok használata mellett az alkatrészek megfelelő geometriai elrendezése is csökkentheti a hőátadást. Kritikus például a nyomvonalak közötti távolság. Ha a nyomvonalak túl rövidek, forró pontokat okozhatnak, vagy ronthatják az érzékeny alkatrészek teljesítményét. Egy másik fontos szempont a réz nyomvonalvastagság. Alacsony impedanciájú réznyomokat kell választania, ami csökkenti az energiaveszteség és a hőtermelés mértékét.

A hővezető szubsztrátumok használata a nyomtatott áramköri lapok tervezésénél javíthatja a hőelvezetést és csökkentheti az eszközök közötti hőellenállást. Hővezető anyagok használata a chipek kivezetéseinek alján szintén növelheti a köztük lévő érintkezési felületet, ami segítheti az eszközök hőelvezetését. Ezenkívül hővezető anyagok használhatók kitöltésre is, hogy segítsenek csökkenteni a hőellenállást.