Le guide essentiel de la conception et de la sélection des dissipateurs thermiques pour PCB

Dans le monde en évolution rapide d’aujourd’hui, les appareils électroniques diminuent rapidement en taille tout en augmentant simultanément leurs fonctionnalités. Pour suivre cette tendance, la conception des PCB doit également évoluer pour être plus compacte. Imaginez simplement un petit circuit imprimé contenant une variété de Composants electroniques, ils génèrent tous de la chaleur. Si des mesures efficaces de gestion thermique ne sont pas prises, le fonctionnement normal et la durée de vie de l'équipement seront affectés. L'un des moyens les plus efficaces d'obtenir une gestion thermique optimale du PCB consiste à connecter un dissipateur thermique pour PCB.. Dans cet article, nous présenterons en détail ce composant important, y compris ses matériaux, principes de travail, scénarios d'application, guide de sélection, etc.

Qu'est-ce que le dissipateur thermique PCB?

Le dissipateur thermique PCB est un composant de gestion thermique passive, généralement en métal, un matériau à haute teneur conductivité thermique. Sa fonction principale est d'absorber et de dissiper la chaleur générée par les composants électroniques du circuit imprimé par conduction thermique., maintenant ainsi la température de l'appareil dans une plage de fonctionnement sûre et empêchant les dommages ou la dégradation des performances.

Matériaux du dissipateur thermique PCB

Les matériaux couramment utilisés pour fabriquer des dissipateurs thermiques de circuits imprimés sont les suivants:

• Aluminium: L'aluminium est le matériau de dissipateur thermique le plus courant. Il est léger et possède une conductivité thermique relativement élevée.. Plus important, il est moins cher que les autres matériaux de dissipateur thermique, donc il est largement utilisé.
• Cuivre:Il a une conductivité thermique plus élevée que l'aluminium, mais cela a un coût plus élevé. C'est pourquoi il est souvent utilisé pour fabriquer des dissipateurs thermiques utilisés dans des applications hautes performances..
• Alliages d'aluminium: Divers alliages d'aluminium offrent des propriétés mécaniques améliorées et peuvent être adaptés pour répondre à des exigences spécifiques en matière de conductivité thermique, force, et résistance à la corrosion.
• Graphite: Graphite, même si ce n'est pas un métal, a une conductivité thermique relativement élevée et peut être utilisé dans les dissipateurs thermiques de PCB, en particulier dans les applications où le poids est une préoccupation majeure.
• Céramique: Il est particulièrement adapté aux situations où l'isolation électrique est également une exigence, en plus de la dissipation thermique. Bien que la céramique ne conduise généralement pas la chaleur aussi bien que les métaux.

Ci-dessous, nous listons un tableau pour comparer ces matériaux sous différents aspects.:

Comment fonctionne le dissipateur thermique PCB?

Le fonctionnement fondamental d'un dissipateur thermique pour PCB repose sur le principe de conduction thermique, où la chaleur générée par les composants PCB est efficacement transférée au dissipateur thermique, un composant conçu spécifiquement à cet effet. Les composants d'un PCB génèrent souvent de la chaleur pendant le fonctionnement, créer des zones de haute température. Le dissipateur thermique, conçu pour avoir un faible résistance thermique, agit comme un pont thermique, évacuer cette chaleur des composants. Il présente généralement une grande surface, souvent complété par des nageoires, pour faciliter le transfert efficace de la chaleur vers l’air ambiant.

Méthodes de fixation du dissipateur thermique des cartes de circuits imprimés

Les dissipateurs thermiques du PCB peuvent être montés sur le PCB de différentes manières, comprenant:

Adhésif thermique: Simple et efficace, adhésifs thermiques (coller ou scotcher) fournir un lien permanent, convient à de nombreuses applications mais rend les ajustements futurs difficiles.

Punaises: Idéal pour sécuriser des dissipateurs thermiques plus grands, Les punaises offrent une fixation solide à travers le PCB et sont plus faciles à retirer que les adhésifs.

Clips et supports: Ceux-ci offrent une sécurité, fixation sans outil pratique pour les applications nécessitant le retrait ou le réglage du dissipateur thermique.

Montage à vis: Offrir une connexion durable, les vis nécessitent des trous ou des entretoises sur le PCB mais facilitent la fixation et le détachement.

Ajustement instantané: Pour des dissipateurs plus légers, les fixations à clipser permettent une installation et un retrait rapides et sans outil.

Époxy thermique: Semblable aux adhésifs mais offrant une adhérence plus forte, les époxy thermiques sont permanents et offrent une excellente conductivité thermique.

Ancrages à souder: Utilisé dans les applications de haute fiabilité, souder le dissipateur thermique directement sur le PCB garantit une durabilité et une efficacité thermique maximales mais est permanent.

Situations Wici PCB dissipateur thermique Sont Utilisé

Quand nous concevons un PCB, comment déterminer si nous devons utiliser un dissipateur thermique? Vous trouverez ci-dessous les situations dans lesquelles un dissipateur thermique PCB est généralement utilisé:

1. Lorsque la conception des circuits imprimés utilise des processeurs tels que le CPU, GPU et MPU, un dissipateur thermique est généralement nécessaire.
2. S'il y a des composants de puissance tels que des régulateurs de puissance, amplificateurs de puissance et alimentations, un dissipateur thermique sur circuit imprimé est nécessaire. Parce que ces composants ont tendance à dissiper plus de chaleur.
3. Lorsqu'il y a trop de composants sur le PCB et qu'ils sont trop denses, plus de chaleur sera générée. Dans ce cas, nous devons également utiliser un dissipateur thermique pour réduire la température des composants.
4. Déterminez si un dissipateur thermique est nécessaire en fonction de l'application finale du PCB.. Par exemple, lorsque le PCB est utilisé dans un environnement à haute température, un dissipateur thermique est également indispensable.

Conseils pour la conception de dissipateurs thermiques de PCB

Ce n'est qu'en concevant un dissipateur thermique approprié que vous pourrez obtenir une gestion thermique maximale. Nous fournissons ici quelques conseils de base sur la conception de dissipateurs thermiques pour PCB:

• Sélection des matériaux
  L'aluminium a un poids inférieur et un prix relativement bas, tandis que le cuivre offre une conductivité thermique supérieure. Donc, lors de la sélection des matériaux du dissipateur thermique, nous devons considérer leurs caractéristiques de manière globale, y compris la conductivité thermique, Coût, poids, etc.
• Maximisation de la superficie
  Lors de la conception d'un dissipateur thermique, vous pouvez augmenter la surface du dissipateur thermique du circuit imprimé en utilisant des ailettes ou des broches pour améliorer la dissipation thermique. En effet, une telle conception permet à plus d'air de circuler à travers le dissipateur thermique., éliminant ainsi la chaleur plus efficacement.
• Optimisation du flux d'air
  Concevez la disposition et le positionnement du dissipateur thermique pour tirer parti du flux d'air naturel ou forcé à l'intérieur de l'appareil.. L'orientation des ailettes doit s'aligner avec la direction du flux d'air pour maximiser la dissipation thermique.
• Contrainte d'espace
  Il est crucial de s'assurer qu'il y a suffisamment d'espace pour monter le dissipateur thermique sur le PCB.. Par exemple, dans les scénarios où il existe une restriction de hauteur, opter pour des dissipateurs thermiques à profil bas peut faciliter une dissipation efficace de la chaleur sans dépasser ces limites spatiales.
• Simulation et tests
  Après avoir terminé la conception du dissipateur thermique, nous devons utiliser un logiciel de simulation thermique pour prédire les performances du dissipateur thermique dans diverses conditions de fonctionnement, s'assurer qu'il peut atteindre les performances telles que conçues.

Conclusion

Un dissipateur thermique pour PCB améliore la fiabilité et la longévité des appareils électroniques en dissipant efficacement l'excès de chaleur produit par les composants du circuit imprimé.. Grâce à ce blog, notre objectif est de partager les pratiques de pointe de l'industrie dans la conception de dissipateurs thermiques pour circuits imprimés, offrir des informations précieuses pour vos projets. En tant qu'expert de l'industrie avec de nombreuses années d'expérience dans le domaine des PCB, MOKO Technology maîtrise la conception et la fabrication de divers PCB. Si vous avez d'autres questions sur la gestion thermique des PCB, ou je veux obtenir services de conception de PCB de haute qualité de notre part, s'il vous plaît Nous contacter maintenant.