تؤدي الحرارة الناتجة عن المعدات الإلكترونية أثناء التشغيل إلى ارتفاع درجة الحرارة الداخلية للمعدات بسرعة. إذا لم يتم تبديد الحرارة في الوقت المناسب، فسوف يستمر الجهاز في التسخين، وسيفشل الجهاز بسبب ارتفاع درجة الحرارة، وستنخفض موثوقية المعدات الإلكترونية. لذلك، من المهم جدًا تبديد الحرارة إلى لوحة الدائرة.

التحليل العاملي لارتفاع درجة حرارة لوحات الدوائر المطبوعة

يرجع السبب المباشر لارتفاع درجة حرارة اللوحة المطبوعة إلى وجود دوائر أجهزة استهلاك الطاقة، كما أن الأجهزة الإلكترونية تستهلك الطاقة بدرجات متفاوتة، وتتغير شدة الحرارة مع استهلاك الطاقة.

ظاهرتان لارتفاع درجة الحرارة في الألواح المطبوعة:
(1) ارتفاع درجة الحرارة المحلية أو ارتفاع درجة حرارة منطقة كبيرة؛
(2) ارتفاع درجة الحرارة على المدى القصير أو ارتفاع درجة الحرارة على المدى الطويل.

عند تحليل استهلاك الطاقة الحرارية لثنائي الفينيل متعدد الكلور، بشكل عام من الجوانب التالية.

استهلاك الطاقة الكهربائية
(1) تحليل استهلاك الطاقة لكل وحدة مساحة؛
(2) تحليل توزيع استهلاك الطاقة على لوحة دوائر PCB.

2. هيكل اللوحة المطبوعة
(1) حجم اللوحة المطبوعة؛
(2) مادة اللوحة المطبوعة.

3. طريقة تركيب اللوحة المطبوعة
(1) طريقة التثبيت (مثل التثبيت الرأسي والتركيب الأفقي)؛
(2) حالة الختم والمسافة من الغلاف.

4. الإشعاع الحراري
(1) ابتعاثية سطح اللوحة المطبوعة؛
(2) فرق درجة الحرارة بين اللوحة المطبوعة والسطح المجاور ودرجة حرارتهما المطلقة؛

5. التوصيل الحراري
(1) قم بتركيب الرادياتير؛
(2) توصيل الأجزاء الهيكلية الأخرى للتركيب.

6. الحمل الحراري
(1) الحمل الحراري الطبيعي؛
(2) الحمل الحراري للتبريد القسري.

يعد تحليل العوامل المذكورة أعلاه من ثنائي الفينيل متعدد الكلور وسيلة فعالة لحل مشكلة ارتفاع درجة حرارة اللوحة المطبوعة. غالبًا ما ترتبط هذه العوامل وتعتمد على المنتج والنظام. يجب تحليل معظم العوامل وفقًا للوضع الفعلي، فقط لحالة فعلية محددة. فقط في هذه الحالة يمكن حساب أو تقدير معلمات ارتفاع درجة الحرارة واستهلاك الطاقة بشكل صحيح.

طريقة تبريد لوحة الدائرة

1. جهاز توليد الحرارة العالية بالإضافة إلى المشتت الحراري ولوحة التوصيل الحراري
عندما تولد بعض الأجهزة في PCB كمية كبيرة من الحرارة (أقل من 3)، يمكن إضافة المشتت الحراري أو أنبوب الحرارة إلى جهاز توليد الحرارة. عندما لا يمكن خفض درجة الحرارة، يمكن استخدام المشتت الحراري المزود بمروحة لتعزيز تأثير تبديد الحرارة. عند وجود عدد أكبر من أجهزة التدفئة (أكثر من 3)، يمكن استخدام غطاء كبير لتبديد الحرارة (اللوحة). إنه مشعاع خاص مخصص وفقًا لموضع وارتفاع جهاز التسخين على لوحة PCB أو في مشعاع مسطح كبير يقطع ارتفاع المكونات المختلفة. قم بتثبيت غطاء تبديد الحرارة على سطح المكون، وقم بالاتصال بكل مكون لتبديد الحرارة. ومع ذلك، بسبب ضعف تماسك المكونات أثناء التجميع واللحام، فإن تأثير تبديد الحرارة ليس جيدًا. عادة يتم إضافة وسادة حرارية ناعمة لتغيير الطور الحراري على سطح المكون لتحسين تأثير تبديد الحرارة.

2. تبديد الحرارة من خلال لوحة PCB نفسها
في الوقت الحاضر، ألواح ثنائي الفينيل متعدد الكلور المستخدمة على نطاق واسع هي ركائز من القماش الزجاجي المكسو بالنحاس/الإيبوكسي أو ركائز من القماش الزجاجي من راتنجات الفينول، ويتم استخدام كمية صغيرة من الألواح الورقية المكسوة بالنحاس. على الرغم من أن هذه الركائز تتمتع بأداء كهربائي وأداء معالجة ممتاز، إلا أنها تتميز بتبديد حرارة ضعيف. وباعتباره طريقًا لتبديد الحرارة للمكونات عالية توليد الحرارة، فمن الصعب أن يُتوقع من PCB نفسه أن يقوم بتوصيل الحرارة من راتنج PCB، ولكن يبدد الحرارة من سطح المكون إلى الهواء المحيط. ومع ذلك، نظرًا لدخول المنتجات الإلكترونية عصر تصغير المكونات، والتركيب عالي الكثافة، والتجميع عالي الحرارة، فلا يكفي الاعتماد على سطح المكونات بمساحة سطحية صغيرة جدًا لتبديد الحرارة. في الوقت نفسه، نظرًا للاستخدام المكثف للمكونات المثبتة على السطح مثل QFP وBGA، يتم نقل الحرارة الناتجة عن المكونات إلى لوحة PCB بكميات كبيرة. ولذلك، فإن أفضل طريقة لحل مشكلة تبديد الحرارة هي تحسين قدرة تبديد الحرارة لثنائي الفينيل متعدد الكلور نفسه عند الاتصال المباشر بعنصر التسخين. السلوك أو الانبعاث.

3. اعتماد تصميم توجيه معقول لتحقيق تبديد الحرارة
نظرًا لأن التوصيل الحراري للراتنج الموجود في الورقة ضعيف، وخطوط وفتحات رقائق النحاس موصلة جيدة للحرارة، فإن تحسين معدل بقايا رقائق النحاس وزيادة فتحات التوصيل الحراري هي الوسيلة الرئيسية لتبديد الحرارة.
لتقييم قدرة تبديد الحرارة لثنائي الفينيل متعدد الكلور، من الضروري حساب التوصيل الحراري المكافئ (تسعة مكافئات) للمادة المركبة المكونة من مواد مختلفة ذات معاملات توصيل حراري مختلفة - الركيزة العازلة لثنائي الفينيل متعدد الكلور.

4. بالنسبة للمعدات التي تستخدم تبريد الهواء بالحمل الحراري الحر، فمن الأفضل ترتيب الدوائر المتكاملة (أو الأجهزة الأخرى) عموديًا أو أفقيًا.

5. يجب ترتيب الأجهزة الموجودة على نفس اللوحة المطبوعة حسب توليدها للحرارة وتبديدها قدر الإمكان. يتم وضع الأجهزة ذات توليد الحرارة الصغيرة أو المقاومة الحرارية الضعيفة (مثل ترانزستورات الإشارة الصغيرة، والدوائر المتكاملة صغيرة الحجم، والمكثفات الإلكتروليتية، وما إلى ذلك) في التيار العلوي لتدفق هواء التبريد (عند المدخل)، أو الأجهزة ذات توليد الحرارة الكبيرة أو يتم وضع مقاومة جيدة للحرارة (مثل ترانزستورات الطاقة، والدوائر المتكاملة واسعة النطاق، وما إلى ذلك) في أقصى مجرى تدفق هواء التبريد.

6. في الاتجاه الأفقي، يجب وضع الأجهزة عالية الطاقة بالقرب قدر الإمكان من حافة اللوحة المطبوعة لتقصير مسار نقل الحرارة؛ في الاتجاه العمودي يجب وضع الأجهزة ذات الطاقة العالية في أقرب مكان ممكن من أعلى اللوحة المطبوعة لتقليل درجة حرارة هذه الأجهزة عند العمل على أجهزة أخرى.

7. من الأفضل وضع الجهاز الحساس لدرجة الحرارة في المنطقة ذات أدنى درجة حرارة (مثل الجزء السفلي من الجهاز). لا تضعه مباشرة فوق جهاز توليد الحرارة. ويفضل أن تكون الأجهزة المتعددة متداخلة على المستوى الأفقي.

8. يعتمد تبديد حرارة اللوحة المطبوعة في المعدات بشكل أساسي على تدفق الهواء، لذلك يجب دراسة مسار تدفق الهواء في التصميم، ويجب تكوين الجهاز أو لوحة الدائرة المطبوعة بشكل معقول. عندما يتدفق الهواء، فإنه يميل دائمًا إلى التدفق حيث تكون المقاومة صغيرة، لذلك عند تكوين الأجهزة على لوحة الدوائر المطبوعة، من الضروري تجنب ترك مساحة هوائية كبيرة في منطقة معينة. يجب أيضًا أن ينتبه تكوين لوحات الدوائر المطبوعة المتعددة في الجهاز بأكمله إلى نفس المشكلة.

9. تجنب تركيز النقاط الساخنة على PCB، وقم بتوزيع الطاقة بالتساوي على PCB قدر الإمكان، وحافظ على أداء درجة حرارة سطح PCB موحدًا ومتسقًا. غالبًا ما يكون من الصعب تحقيق توزيع موحد صارم في عملية التصميم، ولكن من الضروري تجنب المناطق ذات كثافة الطاقة العالية جدًا لتجنب النقاط الساخنة التي تؤثر على التشغيل العادي للدائرة بأكملها. إذا سمحت الظروف بذلك، فمن الضروري تحليل الكفاءة الحرارية للدوائر المطبوعة. على سبيل المثال، يمكن لوحدات برامج تحليل مؤشر الكفاءة الحرارية المضافة في بعض برامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الاحترافية أن تساعد المصممين على تحسين تصميم الدوائر.