柔性電路板的特點是輕薄短小,因此在使用過程中容易產生打、折、傷痕等;機械強度小,易龜裂。PCB電路板和FPC柔性電路板的熱壓合機的加熱辦法現(xiàn)在主要有蒸汽、過熱水、熱油三種辦法。
1、蒸汽加熱
由蒸汽鍋爐直接將蒸汽送到層壓機。蒸汽的溫度是與蒸汽壓力成正比的,只需控制好蒸汽壓力,就能抵達控制溫度的目的。以蒸汽作為熱源,層壓機溫差動搖較大。熱壓板冷卻降溫可以用冷水直接進行冷卻。以蒸汽加熱設備構成比照簡略,出資較少,因此仍被不少覆銅板廠選用。
2、過熱水加熱
由蒸汽鍋爐給過熱水貯罐加熱,當溫度抵達設定值往后,蒸汽鍋爐僅僅補償過熱水貯罐熱損耗,因此,選用此種計劃比照節(jié)能。過熱水貯罐和層壓機有一個回路,當層壓機需求加熱時,由泵將貯罐內過熱水泵入層壓機熱壓板中。熱壓板本身又有一個熱循環(huán),當因熱量損耗達不到設定需求時,貯罐會補入一些新鮮過熱水,以保證熱壓板溫度堅持在技能需求范圍內。因此溫差可以抵達±1℃范圍內。降溫時則將層壓機回路過熱水通過一個熱交換器使熱水逐步降溫來結束。也可以獨自一條冷卻水回路來結束熱壓板冷卻降溫。選用過熱水相對出資較大,在國內覆銅板廠未見有運用報導,國外覆銅板廠用的較多。
3、熱油加熱
熱油加熱方法和過熱水相似,也是通過一個熱油貯罐來結束的。熱油鍋爐給熱油貯罐供熱,熱油貯罐給層壓機加熱。熱壓板本身又有一個熱循環(huán),當熱壓板溫度低于設定值時,熱貯罐會補入一些新鮮的熱油以堅持熱壓板溫度在設定范圍內,通常溫差可 以控制在±1℃范圍內,滿足覆銅板出產需求。降溫是將熱壓板熱油循環(huán)通過一個或若干個熱交換器,使熱油逐步降溫來結束熱壓板逐步降溫目的。因為降溫進程對商品翹曲度、尺度穩(wěn)定性有一定影響,所以層壓機降溫有多種方法計劃,它既要習慣技能需求的先慢后快降溫的需求,以保證商品質量,又不會使出產周期太長,同時要有利于節(jié)能。
用過熱水加熱,與蒸汽一樣,過熱水的溫度也是與壓力成正比,因此系統(tǒng)壓力較高,危險性很大。熱油加熱則是常壓,系統(tǒng)壓力是運送熱油泵壓力,不會有啥危險性,熱油系統(tǒng)造價也較高。因為其溫度控制精度較高,假設出產中需求更高供熱溫度時也能結束,因為構成熱油熱分解溫度在310℃以上,而蒸汽和過熱水是達不到的,而且國內已有不少覆銅板廠選用油加熱系統(tǒng)。
選用過熱水與熱油作為層壓機熱源時,要仔細計算層壓機熱能需求,以判定熱油鍋爐供熱才能及熱油貯罐體積。計劃時,應預留工廠展開空間。
柔性電路板的散熱方式主要有以下這些:
1. 高發(fā)熱器件加散熱器、導熱板
當PCB中有少數(shù)器件發(fā)熱量較大時(少于3個)時,可在發(fā)熱器件上加散熱器或導熱管,當溫度還不能降下來時,可采用帶風扇的散熱器,以增強散熱效果。當發(fā)熱器件量較多時(多于3個),可采用大的散熱罩(板),它是按PCB板上發(fā)熱器件的位置和高低而定制的專用散熱器或是在一個大的平板散熱器上摳出不同的元件高低位置。將散熱罩整體扣在元件面上,與每個元件接觸而散熱。但由于元器件裝焊時高低一致性差,散熱效果并不好。通常在元器件面上加柔軟的熱相變導熱墊來改善散熱效果。
2. 通過PCB板本身散熱
目前廣泛應用的PCB板材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材,還有少量使用的紙基覆銅板材。這些基材雖然具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能,但散熱性差,作為高發(fā)熱元件的散熱途徑,幾乎不能指望由PCB本身樹脂傳導熱量,而是從元件的表面向周圍空氣中散熱。但隨著電子產品已進入到部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝時代,若只靠表面積十分小的元件表面來散熱是非常不夠的。同時由于QFP、BGA等表面安裝元件的大量使用,元器件產生的熱量大量地傳給PCB板,因此,解決散熱的最好方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力,通過PCB板傳導出去或散發(fā)出去。
3. 采用合理的走線設計實現(xiàn)散熱
由于板材中的樹脂導熱性差,而銅箔線路和孔是熱的良導體,因此提高銅箔剩余率和增加導熱孔是散熱的主要手段。評價PCB的散熱能力,就需要對由導熱系數(shù)不同的各種材料構成的復合材料一一PCB用絕緣基板的等效導熱系數(shù)(九eq)進行計算。
4. 對于采用自由對流空氣冷卻的設備,最好是將集成電路(或其他器件)按縱長方式排列,或按橫長方式排列。
5. 同一塊印制板上的器件應盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列,發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上流(入口處),發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。
6. 在水平方向上,大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印制板上方布置,以便減少這些器件工作時對其他器件溫度的影響。
7. 對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設備的底部),千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,多個器件最好是在水平面上交錯布局。
8. 設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動,所以在設計時要研究空氣流動路徑,合理配置器件或印制電路板??諝饬鲃訒r總是趨向于阻力小的地方流動,所以在印制電路板上配置器件時,要避免在某個區(qū)域留有較大的空域。整機中多塊印制電路板的配置也應注意同樣的問題。
9. 避免PCB上熱點的集中,盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上,保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。往往設計過程中要達到嚴格的均勻分布是較為困難的,但一定要避免功率密度太高的區(qū)域,以免出現(xiàn)過熱點影響整個電路的正常工作。如果有條件的話,進行印制電路的熱效能分析是很有必要的,如現(xiàn)在一些專業(yè)PCB設計軟件中增加的熱效能指標分析軟件模塊,就可以幫助設計人員優(yōu)化電路設計。
10. 將功耗最高和發(fā)熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。不要將發(fā)熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣,除非在它的附近安排有散熱裝置。在設計功率電阻時盡可能選擇大一些的器件,且在調整印制板布局時使之有足夠的散熱空間。
11. 高熱耗散器件在與基板連接時應盡能減少它們之間的熱阻。為了更好地滿足熱特性要求,在芯片底面可使用一些熱導材料(如涂抹一層導熱硅膠),并保持一定的接觸區(qū)域供器件散熱。
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