Pri elektronski opremi bo pri delu prišlo do določene količine toplote, tako da se notranja temperatura opreme hitro dvigne. Če toplote ne oddamo pravočasno, se bo oprema še naprej segrevala, naprava bo zaradi pregrevanja odpovedala, zanesljivo delovanje elektronske opreme pa se bo zmanjšalo.
Zato je zelo pomembno, da za vezje izvedemo dobro obdelavo toplote. Odvajanje toplote tiskanega vezja PCB je zelo pomemben člen, kaj je torej veščina odvajanja toplote tiskanega vezja? Razpravljajmo o tem skupaj'
Odvajanje toplote prek same PCB plošče Trenutno se PCB plošča pogosto uporablja kot bazni material iz bakrenega/epoksidnega stekla ali material iz steklene tkanine iz fenolne smole in majhna količina papirnato bakrene plošče.
Čeprav imajo te podlage odlične električne lastnosti in lastnosti obdelave, imajo slabo odvajanje toplote. Kot način odvajanja toplote za sestavne dele z visokim segrevanjem je težko pričakovati, da bo toplota prenašala smola samega tiskanega vezja, ampak odvajanje toplote s površine komponent v okoliški zrak.
Ker pa so elektronski izdelki vstopili v obdobje miniaturizacije komponent, namestitve z visoko gostoto in visoke toplotne montaže, ni dovolj, da se toplota odvaja le s površino komponent z zelo majhno površino.
Hkrati se zaradi obsežne uporabe površinsko nameščenih komponent, kot sta QFP in BGA, velika količina toplote, ki jo proizvedejo komponente, prenese na ploščo PCB. Zato je najboljši način za rešitev problema odvajanja toplote izboljšati zmogljivost odvajanja toplote tiskanega vezja neposredno v stiku z grelnim elementom in ga voditi ali oddajati prek plošče PCB.
Razporeditev tiskanih vezij Na toplotno občutljive naprave so nameščene v coni hladnega zraka.
Detektor temperature je nameščen v najbolj vročem položaju.
Naprave na isti tiskani plošči morajo biti čim bolj razporejene glede na njihovo kurilno vrednost in stopnjo odvajanja toplote. Naprave z nizko kalorično vrednostjo ali slabo toplotno odpornostjo (na primer tranzistorji z majhnimi signali, majhna integrirana vezja, elektrolitski kondenzatorji itd.) Je treba postaviti na vrh pretoka hladilnega zraka (dovod). Naprave z visoko kalorično vrednostjo ali dobro toplotno odpornostjo (kot so tranzistorji za moč, obsežna integrirana vezja itd.) So nameščene najbolj nizko od toka hladilnega zraka.
V vodoravni smeri so naprave z visoko močjo razporejene čim bližje robu tiskane plošče, da skrajšajo pot prenosa toplote. V navpični smeri so naprave z visoko močjo razporejene čim bližje tiskani plošči, tako da zmanjšajo vpliv teh naprav na temperaturo drugih naprav, ko delujejo.
Odvajanje toplote tiskane plošče v opremi je v glavnem odvisno od pretoka zraka, zato je treba pri načrtovanju preučiti pot zračnega toka in razumno konfigurirati napravo ali tiskano vezje.
Zračni tok vedno teče tam, kjer je upor majhen, zato se pri konfiguraciji naprav na tiskanih vezjih izogibajte velikemu zračnemu prostoru na določenem območju. Pri konfiguraciji več tiskanih vezij v celotnem stroju je treba biti pozoren na isto težavo.
Temperaturno občutljivo napravo je najbolje postaviti na območje z najnižjo temperaturo (na primer na dno naprave), ne postavljajte je na grelno napravo neposredno zgoraj, več naprav je najbolje razporejenih na vodoravni ravnini.
Naprave z največjo porabo energije in najvišjim ogrevanjem so razporejene v bližini najboljšega mesta odvajanja toplote. Ne postavljajte vročih komponent v vogale in robove tiskane plošče, razen če je v njeni bližini hladilna naprava.
Ko ima nekaj komponent v tiskanem vezju visoko toploto (manj kot tri), lahko grelni napravi dodamo hladilno telo ali toplotno prevodno cev. Če temperature ni mogoče znižati, lahko za povečanje učinka odvajanja toplote uporabite hladilnik z ventilatorjem.
Ko je število grelnih naprav veliko (več kot 3), lahko uporabite velik hladilnik (ploščo). To je poseben radiator, prilagojen glede na položaj in višino grelne naprave na plošči PCB ali velik ploski radiator, ki izreže različne položaje višine sestavnih delov. Pokrov za odvajanje toplote je zapognjen na celotni površini sestavnega dela, odvod toplote pa je v stiku z vsako komponento.
Vendar učinek odvajanja toplote ni dober zaradi slabe konsistence sestavnih delov. Za izboljšanje učinka odvajanja toplote se na površino komponente običajno doda mehka termična blazinica za spreminjanje faze.
Za naprave, ki se hladijo s prostim konvekcijskim zrakom, je najbolje, da integrirana vezja (ali druge naprave) razporedite v vzdolžni ali prečni dolžini.
Zaradi slabe toplotne prevodnosti smole v plošči ter bakrenih folij in lukenj so dobri toplotni prevodniki, zato je izboljšanje preostale stopnje bakrene folije in povečanje toplotnih prevodnosti glavno sredstvo za odvajanje toplote. Za oceno zmogljivosti odvajanja toplote PCB je potrebno izračunati ekvivalent koeficienta toplotne prevodnosti (devet ekvivalentov) izolacijske podlage za PCB, ki je sestavljena iz različnih materialov z različno toplotno prevodnostjo.
Pri načrtovanju čim večjega upora moči pri izbiri večje naprave in pri prilagajanju postavitve tiskane plošče tako, da je dovolj prostora za odvajanje toplote.