печатной платы радиатора

Проблема и решение печатной платы радиатора

печатной платы радиатора для фиксирующих транзисторных пружин

Различные геометрии печатной платы радиатора содержат резьбовой канал, уже встроенный в процесс экструзии, через который отдельный радиатор можно прикрутить к монтажной плате.

Упрощение сборки транзистора обеспечивается для различных типов теплоотвода печатной платы благодаря специальной геометрии канавки, встроенной в теплоотвод, и пружинным фиксаторам из нержавеющей стали. После включения пружина остается на месте и фиксирует транзистор с высоким контактным давлением на монтажной поверхности.

печатной платы радиатора

Требования к охлаждению печатных плат никогда не были такими высокими, как сегодня: повышенная плотность интеграции при сборке и разнообразие используемых конструкций корпусов создают серьезные проблемы для разработчиков. CTX Thermal Solutions GmbH предлагает широкий ассортимент печатной платы радиатора, приспособлен к различным типам сборки печатных плат, чтобы отводить тепло быстро и надежно.

Независимо от того, является ли это офисной, бытовой или заводской технологией: охлаждение электронных узлов необходимо для их безошибочной и продолжительной работы. CTX имеет несколько сотен моделей печатной платы радиатора со значениями теплового сопротивления от 6 до 72 ° C / Вт в стандартном диапазоне.

Оптимально подобранные для соответствующего применения и типа сборки, они обеспечивают надежное охлаждение. Если стандартное решение не является оптимальным выбором, CTX совместно с заказчиком разрабатывает радиатор для конкретного применения – для измерения с использованием технологии ЧПУ и на основе теплового моделирования.

печатной платы радиатора

Проблема радиатора печатной платы

Прессование печатной платы с радиатором оказывается проблемой в обоих процессах. Пространственное распределение термоклея без воздушных карманов между двумя компонентами ранее было нерешенной проблемой, и, в частности, это связано с низкими текучими свойствами термоклея. Достаточное распределение было достигнуто путем нажатия на так называемые нажимные штифты, но этот метод подходит только в ограниченной степени. Результатом часто являлось то, что, в частности, в случае тонких керамических подложек с большой площадью, пунктуальное и, следовательно, чрезмерное силовое воздействие приводило к разрушению керамической доски.

Решение для печатной платы радиатора

Компания Dow Corning, мировой производитель эффективного термоклея, искала более изощренное и более экономичное решение. Процесс вакуумного соединения, специально разработанный Scheugenpflug AG, включает в себя все требования и обеспечивает надежный результат.

После того, как клейкий валик был нанесен на радиатор, и монтажная плата была присоединена, разобранный компонент направляется в миниатюрную вакуумную камеру. Из-за небольшого размера вакуумного бокса (15 x 12 x 7 см³), откачка и последующая вентиляция занимают лишь долю секунды. При вакуумировании весь воздух, включая воздух между дорожками клейких шариков или между радиатором и печатной платой, полностью удаляется. При вентиляции быстро увеличивающееся давление воздуха означает, что доска нажимается равномерно. Размер зазора определяется путем добавления твердых частиц в клей. Они равномерно распределены в термоклейке и определяют размер зазора по всей площади доски. Следовательно, расстояние зазора определяется на основе размера тела.

Однако не все дозирующие системы подходят для этого применения. Поршневые дозаторы, которые разработаны для больших размеров зерна и могут обрабатывать даже высоконаполненные и абразивные клеи при длительном использовании, являются идеальными.

Центральной проблемой для разработчиков является и остается рассеивание потерь тепла от чипов. Однако есть очень разные способы подключения радиатора к источнику тепла. Чем они отличаются?

Микроэлектронные схемы становятся все более сложными и предлагают все больше вычислительной мощности. Генерируемые потери мощности и методы эффективного крепления радиаторов для наиболее эффективного рассеивания тепла остаются ключевой проблемой для разработчиков. Хотя все больше и больше электронных компонентов с низким потреблением энергии, эта проблема остается серьезной проблемой.
Проблема заключается в том, чтобы наилучшим образом установить радиатор, чтобы при необходимости отсоединить соединение и одновременно обеспечить оптимальное рассеивание тепла (функциональность). Для рассеивания тепла, выделяемого микросхемами для обработки данных во время работы, были разработаны многочисленные способы крепления радиаторов к электронным компонентам.

Используйте печатную плату в качестве радиатора

Поскольку теплоотдача печатной платы на единицу площади увеличивается с миниатюризацией электронных компонентов, управление теплом становится все более важным. Степень нагревания компонента зависит от «нижнего» и «верхнего» сопротивления и тепла, выделяемого медью в монтажной плате. Следующая статья объясняет, как здесь можно оптимизировать управление температурой.

Проще говоря, печатная плата представляет собой ламинат из пластиковых пластин с медным покрытием, которые прессуются с помощью синтетической смолы и стеклоткани. За исключением меди, теплопроводность используемых материалов очень плохая. Тем не менее, большинство компонентов без печатной платы не имеют шансов на тепловое выживание, поскольку они не имеют площади поверхности, необходимой для рассеивания тепла на печатной плате: это происходит только за счет передачи тепла на печатную плату и распространения тепла там. (или через прикрепленные радиаторы), что тепло может быть выделено в окружающую среду при низкотемпературном уровне.

При использовании стандартного материала FR4 рекомендуемая максимальная температура при пиковой нагрузке составляет прибл. 135 ° C. При более высоких температурах происходит изгиб и расслаивание, и, следовательно, потеря функциональности. Таблица 1 показывает теплопроводность материалов в печатной плате.

Потеря тепловой мощности компонентов

Потеря тепловой мощности компонентов

То, насколько теплый компонент попадает в сборку, зависит от его тепловой потери мощности, «нижнего» теплового сопротивления между компонентом и монтажной платой, «верхнего» сопротивления между верхней частью компонента и воздухом и, что не менее важно, от распределения тепла. по меди в плате. В зависимости от типа компонента, нижнее или верхнее сопротивление (и, следовательно, повышение температуры) могут быть уменьшены с помощью подходящего охлаждающего оборудования (недостаточного заполнения или радиатора).

Однако, горячая точка (таким образом, целевая область для охлаждающего воздуха и излучения) также может быть увеличена путем использования соответствующей меди в макете; тем самым снижая температуру, а также уменьшая тепловые напряжения в плате, вызванные перепадами температур. Для небольших компонентов, таких как светодиоды, это единственный способ охлаждения (возможно, в сочетании с переходными отверстиями).

Печатная плата на радиатор

MOKO Technology разработала специальный процесс вакуумного соединения для рассеивания тепла в силовых полупроводниках.

Высокая производительность компонентов и плотность упаковки на печатных платах требуют более высокого рассеивания тепла через смежные радиаторы. Если это не гарантируется, компоненты будут перегреваться и будут разрушены или не смогут функционировать. Так называемые теплопроводящие клеи используются для отвода тепла на соседнюю охлаждающую поверхность, обычно изготовленную из металла (алюминия). Они заполняют зазор между двумя контактными поверхностями, возникающий из-за неровностей или других воздействий.

Деформационные свойства делают клей идеальным материалом. Однако их наиболее вязкая консистенция часто сопряжена с большими трудностями при соединении и нажатии. Новая технология процесса предлагает быстрое и экономичное решение для этого.

Теплопроводящие клеи сильно заполнены одно- или двухкомпонентными клеями. В зависимости от толщины слоя их можно наносить на печатной платы радиатора методом штамповки или дозирования. Чем выше содержание наполнителя, тем выше теплопроводность. В настоящее время используются теплопроводящие клеи с наполнителями до 70%.

Чтобы удовлетворить требования инженеров-разработчиков в отношении отвода тепла, содержание наполнителей в клее постоянно увеличивалось. Пределом является не обогащение наполнителями, а машинная обработка. Термоадгезив с высоким содержанием наполнителя (плотность выше 3 г / см3) больше не может наноситься на поверхность радиатора из-за пастообразной консистенции. В качестве альтернативы, существует возможность нанесения высоковязких веществ с использованием техники литья. Несколько более длительное время обработки может быть компенсировано нанесением клеевых шариков с относительно большими межстрочными интервалами.

Хорошее крепление печатной платы радиатора должно соответствовать всем следующим критериям:

• Он должен обеспечивать постоянный ровный контакт между радиатором печатной платы и источником тепла.
• Радиатор платы должен быть съемным, чтобы можно было обслуживать охлаждаемую электронику.
• Крепеж должен обеспечивать максимальное пространство, занимая как можно меньше места для монтажа на монтажной плате.
• Механическая нагрузка на печатную плату, создаваемая самой крепежной деталью, должна быть как можно ниже.
• Навесное оборудование должно быть способно сдвигаться во всех направлениях, чтобы поглощать ударные нагрузки, например, при падении.
• Крепежный элемент может занимать минимум места для крепления на радиаторе.

Разные виды крепления печатной платы радиатора

Разные виды крепления печатной платы радиатора

В зависимости от размера необходимого радиатора, существует широкий выбор способов крепления. Меньший печатной платы радиатора обычно можно закрепить двухсторонней клейкой лентой или эпоксидной смолой Двухсторонняя клейкая лента может оказывать изолирующий эффект; Клеи на основе эпоксидной смолы хороши, но они являются постоянной связью. Но ни один из методов не позволяет чистое удаление.
Пружинные зажимы являются еще одним вариантом. Они состоят из проводов специальной формы и могут содержать пластиковые зажимы различной формы. Они оказывают давление на радиатор, чтобы обеспечить тесный контакт с источником тепла. Для этого удерживающий элемент прикрепляется непосредственно к источнику тепла на печатной плате, обычно в процессе пайки. Этот метод работает хорошо для небольших, простых радиаторов, потому что удерживающие силы ограничены.

Однако крепление более крупных, более сложных и тяжелых радиаторов требует больших усилий. Разработчик должен убедиться, что к печатной плате приложены минимально возможные усилия, так как это может привести к дорогостоящим повреждениям, таким как обрыв дорожек электрических проводников или выход из строя компонентов или разъемов.

При работе с более тяжелым радиатором на печатной плате часто используются ограничители с пружинами для ограничения нагрузки. Одной из возможностей является использование простого крепежного винта, окруженного пружиной, который проходит через радиатор и прижимает пружину к верхней части радиатора с определенной силой. Установочный винт крепится гайкой на другой стороне монтажной платы. Однако эта процедура позволяет затянуть слишком сильно или слишком слабо, чтобы неправильное контактное давление могло ухудшить теплопередачу.

Другая концепция крепления использует защелкивающийся механизм вместо резьбы на крепежном болте. Механизм защелки проталкивается через отверстие в плате. Такие крепежные элементы с болтами и пружинами подходят для крепления плоских тепловых трубок или радиаторов в портативных компьютерах с ограниченным пространством, но они уменьшают пространство для дорожек проводников на печатной плате. Кроме того, сила зажима ограничена, потому что она должна быть меньше, чем сила вытягивания.