Riešenie na odvádzanie tepla dvojvrstvovej dosky plošných spojov

Keďže sa výkon elektronických zariadení neustále zlepšuje, odvod tepla sa stal výzvou, ktorú nemožno v dizajne ignorovať. Najmä v dvojvrstve s vysokou hustotouPCBdizajn, efektívne riešenia odvodu tepla pomáhajú zabezpečiť dlhodobú stabilnú prevádzku zariadenia. Nasleduje hlavne predstavenie niekoľkých riešení na odvod tepla pre dvojvrstvové PCB.

1. Výzvy odvodu tepla dvojvrstvových dosiek

Vzhľadom na svoje štrukturálne obmedzenia je dvojvrstvovýPCBčelia niektorým problémom pri rozptyle tepla:

Priestorové obmedzenia: Hrúbka a priestor dvojvrstvových dosiek obmedzujú možnosť návrhu odvodu tepla.

Koncentrácia zdroja tepla: Rozloženie komponentov s vysokou hustotou môže viesť ku koncentrácii zdroja tepla, čím sa zvyšuje riziko lokálnych horúcich miest.

Dráha vedenia tepla: Dráha vedenia tepla dvojvrstvových dosiek je relatívne obmedzená a je potrebné ju optimalizovať, aby sa zlepšila účinnosť odvodu tepla.

2. Roztok na odvod tepla

1. Optimalizujte rozloženie PCB

Optimalizácia rozloženia PCB je základom pre zlepšenie účinnosti odvádzania tepla. Pri usporiadaní je potrebné zvážiť nasledujúce faktory:

Prvým je rozptýlenie vykurovacích komponentov, aby sa zabránilo koncentrácii zdrojov tepla; druhým je zabezpečenie najkratšej cesty vedenia tepla medzi vykurovacími komponentmi a komponentmi odvádzajúcimi teplo (ako sú radiátory alebo chladiče); treťou je použitie softvéru na tepelnú simuláciu na predpovedanie horúcich miest a vedenie optimalizácie rozloženia.

2. Používajte materiály s vysokou tepelnou vodivosťou

Výber materiálu substrátu s vysokou tepelnou vodivosťou, ako je keramický substrát alebo materiál FR-4 s vysokou Tg (teplota skleného prechodu), môže zlepšiť účinnosť vedenia tepla zo súčiastky na DPS.

3. Zvýšte dráhu vedenia tepla

Zväčšením tepelnej cesty, ako je použitie tepelného lepidla, tepelných podložiek alebo tepelnej pasty, sa teplo vedie z komponentu na povrch PCB a potom sa rozptýli do okolia cez chladič.

4. Aplikácia radiátorov a chladičov

Inštalácia radiátorov alebo chladičov na vhodné miesta na dvojvrstvové dosky môže výrazne zlepšiť účinnosť odvádzania tepla. Dizajn chladiča by mal zohľadňovať cesty prúdenia vzduchu, aby sa optimalizoval odvod tepla.

5. Technológia chladenia tepelných rúr a parnej komory

Pre aplikácie s vysokou hustotou výkonu sa môžu použiť techniky chladenia pomocou tepelnej trubice alebo parnej komory. Tieto technológie využívajú princíp fázovej zmeny na efektívne vedenie tepla zo zdroja tepla na povrch chladiča.

6. Technológia povrchovej úpravy

Použitie černenia alebo iných technológií povrchovej úpravy môže zlepšiť absorpčné a emisné schopnosti infračerveného žiarenia na povrchu PCB, čím sa zvýši efekt prirodzeného rozptylu tepla prúdením.

7. Chladenie ventilátorom a núteným vzduchom

Tam, kde to priestor dovoľuje, možno ventilátory použiť na nútené chladenie vzduchom, aby sa zlepšila účinnosť odvádzania tepla. Výber a umiestnenie ventilátora by mali brať do úvahy optimalizáciu prúdenia vzduchu.

8. Kvapalinový chladiaci systém

Pre aplikácie s extrémne vysokým tepelným zaťažením možno zvážiť systémy chladenia kvapalinou. Prenosom tepla do kvapaliny sa teplo odvádza cez systém cirkulácie kvapaliny.

Efektívne tepelné riešenia sú dôležité na zabezpečenie spoľahlivosti a výkonu dvojvrstvyPCB. Komplexným zvážením optimalizácie rozloženia, výberu materiálu, aplikácie chladiacich komponentov a pokročilej technológie chladenia možno navrhnúť chladiace riešenie tak, aby spĺňalo rôzne požiadavky na tepelnú záťaž. Keďže sa elektronické zariadenia posúvajú smerom k vyššiemu výkonu a menším veľkostiam, výskum a inovácie v oblasti technológie odvádzania tepla budú naďalej riešiť rastúce výzvy spojené s odvádzaním tepla.