U elektronických zařízení bude při práci určité množství tepla, takže vnitřní teplota zařízení rychle stoupne. Pokud se teplo nevyzařuje včas, zařízení se bude nadále zahřívat, zařízení selže kvůli přehřátí a spolehlivý výkon elektronických zařízení klesne.
Proto je velmi důležité provést dobrou úpravu rozptylu tepla pro desku s obvody. Odvod tepla desky plošných spojů je velmi důležitým článkem, jaká je tedy schopnost desky s plošnými spoji rozptylovat teplo? Pojďme to společně prodiskutovat'
Odvod tepla samotnou deskou s plošnými spoji V současné době je široce používanou deskou s plošnými spoji základní materiál z měděné/epoxidové skleněné tkaniny nebo základní materiál ze skleněné tkaniny z fenolové pryskyřice a malé množství desky potažené měděným papírem.
Ačkoli tyto substráty mají vynikající elektrické vlastnosti a zpracovatelské vlastnosti, mají špatný odvod tepla. Jako způsob odvodu tepla u vysoce zahřívajících součástí lze jen stěží očekávat, že teplo bude přenášeno samotnou pryskyřicí na desce plošných spojů, ale odvodu tepla z povrchu součástí do okolního vzduchu.
Jelikož však elektronické výrobky vstoupily do éry miniaturizace součástek, instalace s vysokou hustotou a vysoké tepelné montáže, nestačí odvádět teplo pouze povrchem součástí s velmi malým povrchem.
Současně se díky rozsáhlému používání povrchově montovaných komponent, jako jsou QFP a BGA, přenáší na desku plošných spojů velké množství tepla generovaného součástkami. Nejlepším způsobem, jak vyřešit problém s odvodem tepla, je zlepšit kapacitu rozptylu tepla DPS v přímém kontaktu s topným prvkem a vést nebo jej emitovat prostřednictvím desky plošných spojů.
Tepelně citlivá zařízení s uspořádáním desek plošných spojů jsou umístěna v zóně studeného vzduchu.
Teplotní detektor je umístěn v nejžhavější poloze.
Zařízení na stejné tištěné desce by měla být uspořádána pokud možno podle jejich výhřevnosti a stupně odvodu tepla. Zařízení s nízkou výhřevností nebo špatným tepelným odporem (jako jsou malé signální tranzistory, integrované obvody malého rozsahu, elektrolytické kondenzátory atd.) By měla být umístěna v horní části proudu chladicího vzduchu (vstup). Zařízení s vysokou výhřevností nebo dobrou tepelnou odolností (jako jsou výkonové tranzistory, rozsáhlé integrované obvody atd.) Jsou umístěna nejvíce za proudem chladicího vzduchu.
Ve vodorovném směru jsou vysoce výkonná zařízení uspořádána co nejblíže k okraji tištěné desky, aby se zkrátila dráha přenosu tepla. Ve svislém směru jsou zařízení s vysokým výkonem uspořádána co nejblíže tištěné desce, aby se snížil vliv těchto zařízení na teplotu jiných zařízení, když pracují.
Odvod tepla tištěné desky v zařízení závisí hlavně na proudění vzduchu, proto je nutné při návrhu studovat dráhu proudění vzduchu a rozumně nakonfigurovat zařízení nebo desku s plošnými spoji.
Proudění vzduchu má vždy tendenci proudit tam, kde je odpor malý, takže při konfiguraci zařízení na deskách s plošnými spoji se vyhněte velkému vzdušnému prostoru v určité oblasti. Stejnému problému by měla věnovat pozornost konfigurace více desek s plošnými spoji v celém stroji.
Zařízení citlivé na teplotu je nejlépe umístěno v oblasti s nejnižší teplotou (jako je spodní část zařízení), nedávejte jej na topné zařízení přímo nad, více zařízení je nejlépe rozloženo v horizontální rovině.
Zařízení s nejvyšší spotřebou energie a nejvyšším zahříváním jsou umístěna poblíž nejlepší polohy pro odvod tepla. Horké součásti nepokládejte do rohů a okrajů tištěné desky, pokud v její blízkosti není chladicí zařízení.
Když má několik součástek v DPS vysoké teplo (méně než tři), lze k topnému zařízení přidat chladič nebo trubku pro vedení tepla. Pokud nelze teplotu snížit, lze použít efekt chladiče s ventilátorem, který zvýší efekt odvodu tepla.
Když je počet topných zařízení velký (více než 3), lze použít velký chladič (desku). Jedná se o speciální radiátor přizpůsobený podle polohy a výšky topného zařízení na desce plošných spojů nebo velký plochý radiátor pro vyříznutí různých výškových poloh součástí. Kryt pro odvod tepla je připnutý na povrchu součásti jako celku a rozptyl tepla je v kontaktu s každou komponentou.
Účinek rozptylu tepla však není dobrý kvůli špatné konzistenci složek. Měkká podložka pro změnu tepelné fáze se obvykle přidává na povrch součásti, aby se zlepšil účinek rozptylu tepla.
U zařízení chlazených volně prouděným vzduchem je nejlepší uspořádat integrované obvody (nebo jiná zařízení) buď v podélných nebo příčných délkách.
Vzhledem ke špatné tepelné vodivosti pryskyřice v desce a vedení a otvory z měděné fólie jsou dobrými tepelnými vodiči, takže zlepšení zbytkové rychlosti měděné fólie a zvětšení otvorů pro vedení tepla je hlavním prostředkem odvodu tepla. Pro vyhodnocení schopnosti rozptylu tepla PCB je nutné vypočítat ekvivalentní součinitel tepelné vodivosti (devět ekv.) Izolačního substrátu pro PCB, který je složen z různých materiálů s různou tepelnou vodivostí.
Při návrhu silového odporu co největšího výběru volte větší zařízení a při úpravě rozvržení tištěné desky tak, aby byl dostatek prostoru pro odvod tepla.