Kako uporabljati oblikovanje PCB za izboljšanje odvajanja toplote

Pri elektronski opremi se med delom ustvari določena količina toplote, zaradi česar se notranja temperatura opreme hitro dvigne. Če se toplota ne bo pravočasno razpršila, se bo oprema še naprej segrevala, naprava bo zaradi pregrevanja odpovedala, zanesljivost delovanja elektronske opreme pa se bo zmanjšala. Zato je dobra vezja za odvajanje toplote zelo pomembna za vezje, zato bodo koristne naslednje metode.

1 Dodajte bakreno folijo za odvajanje toplote in uporabite bakreno folijo z veliko površinsko maso: večja kot je površina povezane bakrene kože, nižja bo temperatura stičišča; večje kot je območje, ki ga pokriva baker, nižja bo temperatura stičišča.

2 Termalne vias: Termalne vias lahko učinkovito zmanjšajo temperaturo stičišča naprave in izboljšajo enakomernost temperature v debelini smeri plošče, kar zagotavlja možnost uporabe drugih metod odvajanja toplote na zadnji strani PCB.

3 Izpostavljeni baker na hrbtni strani IC lahko zmanjša toplotno upornost med bakreno kožo in zrakom.

4 Postavitev PCB:

Zahteve za visoke moči toplotnih naprav:

a. Naprave, občutljive na toploto, so nameščene na območju hladnega vetra.

b. Naprava za zaznavanje temperature je postavljena v najbolj vroč položaj.

c. Naprave na isti tiskani plošči morajo biti razporejene glede na njihovo proizvodnjo toplote in odvajanje toplote. Naprave z majhno proizvodnjo toplote ali slabo toplotno odpornostjo (na primer majhni signalni tranzistorji, majhna integrirana vezja, elektrolitični kondenzatorji itd.) So nameščeni v zgornjem delu hladilnega zračnega toka (na vhodu), naprave z veliko toplote oz. dobra toplotna odpornost (npr. napajalni tranzistorji, obsežna integrirana vezja itd.) so nameščeni na spodnjem delu hladilnega zračnega toka.

d. V vodoravni smeri je treba naprave z visoko močjo postaviti čim bližje robu tiskane plošče, da se skrajša pot prenosa toplote; v navpični smeri je treba naprave z visoko močjo postaviti čim bližje vrhu natisnjene plošče, da se med delovanjem zmanjša vpliv temperature na druge naprave.

e. Odvajanje toplote tiskane plošče v napravi je večinoma odvisno od pretoka zraka, zato je treba načrtovanje pretoka zraka preučiti v zasnovi, napravo ali tiskano vezje pa smiselno nastaviti. Ko zrak teče, se nagiba k temu, kjer je majhen upor, zato se pri konfiguriranju naprav na tiskanem vezju izogibamo velikemu zračnemu prostoru na določenem območju. Na to težavo bi morali biti pozorni tudi konfiguracija več tiskanih vezij v celotnem stroju.

f. Temperaturno občutljivo napravo je najbolje postaviti v območje z najnižjo temperaturo (na primer na dnu naprave). Nikoli ga ne postavljajte neposredno nad napravo za ustvarjanje toplote. Več naprav je najbolje razporediti na vodoravno ravnino.

g. Napravo postavite z največjo porabo električne energije in največjo proizvodnjo toplote v bližini najboljšega odvajanja toplote. Ne postavljajte naprav z visoko toploto na vogale ali okoliške robove tiskane plošče, razen če so naprave za odvajanje toplote nameščene blizu nje. Pri načrtovanju napajalnega upora čim večjo napravo izberite večjo napravo in prilagodite postavitev tiskanega vezja, da bo imel dovolj prostora za odvajanje toplote.