من عالم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
بالنسبة للمعدات الإلكترونية، يتم توليد كمية معينة من الحرارة أثناء التشغيل، بحيث ترتفع درجة الحرارة الداخلية للمعدات بسرعة.إذا لم يتم تبديد الحرارة في الوقت المناسب، فسوف يستمر الجهاز في التسخين، وسيفشل الجهاز بسبب ارتفاع درجة الحرارة.ستنخفض موثوقية أداء المعدات الإلكترونية.
لذلك، من المهم جدًا إجراء معالجة جيدة لتبديد الحرارة على لوحة الدائرة.يعد تبديد الحرارة للوحة دائرة PCB رابطًا مهمًا للغاية، لذا ما هي تقنية تبديد الحرارة للوحة دائرة PCB، فلنناقشها معًا أدناه.
01
تبديد الحرارة من خلال لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور نفسها إن ألواح ثنائي الفينيل متعدد الكلور المستخدمة حاليًا على نطاق واسع هي ركائز من القماش الزجاجي المطلي بالنحاس/الإيبوكسي أو ركائز من القماش الزجاجي من راتينج الفينول، ويتم استخدام كمية صغيرة من الألواح المكسوة بالنحاس الورقية.
على الرغم من أن هذه الركائز تتمتع بخصائص كهربائية وخصائص معالجة ممتازة، إلا أنها تتميز بتبديد حرارة ضعيف.كطريقة لتبديد الحرارة للمكونات عالية التسخين، يكاد يكون من المستحيل توقع توصيل الحرارة بواسطة راتينج PCB نفسه، ولكن لتبديد الحرارة من سطح المكون إلى الهواء المحيط.
ومع ذلك، بما أن المنتجات الإلكترونية قد دخلت عصر تصغير المكونات، والتركيب عالي الكثافة، والتجميع عالي التسخين، فلا يكفي الاعتماد على سطح مكون 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 بكمية كبيرة.ولذلك، فإن أفضل طريقة لحل مشكلة تبديد الحرارة هي تحسين قدرة تبديد الحرارة لثنائي الفينيل متعدد الكلور نفسه الذي يكون على اتصال مباشر بعنصر التسخين.أجريت أو تشع.
تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور
يتم وضع الأجهزة الحساسة للحرارة في منطقة الرياح الباردة.
يتم وضع جهاز كشف درجة الحرارة في الموضع الأكثر سخونة.
يجب ترتيب الأجهزة الموجودة على نفس اللوحة المطبوعة قدر الإمكان حسب قيمتها الحرارية ودرجة تبديد الحرارة.يجب وضع الأجهزة ذات القيمة الحرارية الصغيرة أو المقاومة الحرارية الضعيفة (مثل ترانزستورات الإشارة الصغيرة، والدوائر المتكاملة صغيرة الحجم، والمكثفات الإلكتروليتية، وما إلى ذلك) في تدفق هواء التبريد.يتم وضع التدفق العلوي (عند المدخل)، والأجهزة ذات المقاومة الكبيرة للحرارة أو الحرارة (مثل ترانزستورات الطاقة، والدوائر المتكاملة واسعة النطاق، وما إلى ذلك) في أقصى أسفل تدفق هواء التبريد.
في الاتجاه الأفقي، يتم وضع الأجهزة عالية الطاقة بالقرب من حافة اللوحة المطبوعة قدر الإمكان لتقصير مسار نقل الحرارة؛وفي الاتجاه العمودي توضع الأجهزة عالية الطاقة بالقرب من أعلى اللوحة المطبوعة قدر الإمكان لتقليل تأثير هذه الأجهزة على درجة حرارة الأجهزة الأخرى عند عملها.
يعتمد تبديد حرارة اللوحة المطبوعة في المعدات بشكل أساسي على تدفق الهواء، لذلك يجب دراسة مسار تدفق الهواء أثناء التصميم، ويجب تكوين الجهاز أو لوحة الدائرة المطبوعة بشكل معقول.
غالبًا ما يكون من الصعب تحقيق توزيع موحد صارم أثناء عملية التصميم، ولكن يجب تجنب المناطق ذات كثافة الطاقة العالية جدًا لمنع النقاط الساخنة من التأثير على التشغيل العادي للدائرة بأكملها.
إذا كان ذلك ممكنا، فمن الضروري تحليل الكفاءة الحرارية للدائرة المطبوعة.على سبيل المثال، يمكن لوحدة برنامج تحليل مؤشر الكفاءة الحرارية المضافة في بعض برامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الاحترافية أن تساعد المصممين على تحسين تصميم الدوائر.
02
مكونات عالية توليد الحرارة بالإضافة إلى مشعات وألواح موصلة للحرارة.عندما يقوم عدد صغير من المكونات في PCB بتوليد كمية كبيرة من الحرارة (أقل من 3)، يمكن إضافة المشتت الحراري أو أنبوب الحرارة إلى المكونات المولدة للحرارة.عندما لا يمكن خفض درجة الحرارة، يمكن استخدام مشعاع مزود بمروحة لتعزيز تأثير تبديد الحرارة.
عندما يكون عدد أجهزة التسخين كبيرًا (أكثر من 3)، يمكن استخدام غطاء كبير لتبديد الحرارة (لوحة) وهو عبارة عن مشتت حراري خاص يتم تخصيصه وفقًا لموضع وارتفاع جهاز التسخين على PCB أو مسطح كبير بالوعة الحرارة قطع مواضع ارتفاع المكونات المختلفة.يتم تثبيت غطاء تبديد الحرارة بشكل متكامل على سطح المكون، ويتصل بكل مكون لتبديد الحرارة.
ومع ذلك، فإن تأثير تبديد الحرارة ليس جيدًا بسبب ضعف اتساق الارتفاع أثناء التجميع واللحام للمكونات.عادة، تتم إضافة وسادة حرارية ناعمة لتغيير الطور الحراري على سطح المكون لتحسين تأثير تبديد الحرارة.
03
بالنسبة للمعدات التي تعتمد تبريد الهواء بالحمل الحراري الحر، فمن الأفضل ترتيب الدوائر المتكاملة (أو الأجهزة الأخرى) عموديًا أو أفقيًا.
04
اعتماد تصميم الأسلاك معقولة لتحقيق تبديد الحرارة.نظرًا لأن الراتينج الموجود في اللوحة لديه موصلية حرارية سيئة، وخطوط وفتحات رقائق النحاس موصلة للحرارة بشكل جيد، فإن زيادة المعدل المتبقي من 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 موصلية حرارية مختلفة - الركيزة العازلة لثنائي الفينيل متعدد الكلور.
05
يجب ترتيب الأجهزة الموجودة على نفس اللوحة المطبوعة قدر الإمكان حسب قيمتها الحرارية ودرجة تبديد الحرارة.يجب وضع الأجهزة ذات القيمة الحرارية المنخفضة أو المقاومة الحرارية الضعيفة (مثل ترانزستورات الإشارة الصغيرة، والدوائر المتكاملة صغيرة الحجم، والمكثفات الإلكتروليتية، وما إلى ذلك) في تدفق هواء التبريد.يتم وضع التدفق العلوي (عند المدخل)، والأجهزة ذات المقاومة الكبيرة للحرارة أو الحرارة (مثل ترانزستورات الطاقة، والدوائر المتكاملة واسعة النطاق، وما إلى ذلك) في أقصى أسفل تدفق هواء التبريد.
06
في الاتجاه الأفقي، يتم ترتيب الأجهزة عالية الطاقة بالقرب من حافة اللوحة المطبوعة قدر الإمكان لتقصير مسار نقل الحرارة؛وفي الاتجاه العمودي، يتم ترتيب الأجهزة عالية الطاقة في أقرب مكان ممكن من أعلى اللوحة المطبوعة لتقليل تأثير هذه الأجهزة على درجة حرارة الأجهزة الأخرى..
07
يعتمد تبديد حرارة اللوحة المطبوعة في المعدات بشكل أساسي على تدفق الهواء، لذلك يجب دراسة مسار تدفق الهواء أثناء التصميم، ويجب تكوين الجهاز أو لوحة الدائرة المطبوعة بشكل معقول.
عندما يتدفق الهواء، فإنه يميل دائمًا إلى التدفق في الأماكن ذات المقاومة المنخفضة، لذلك عند تكوين الأجهزة على لوحة دوائر مطبوعة، تجنب ترك مساحة هوائية كبيرة في منطقة معينة.
يجب أيضًا أن ينتبه تكوين لوحات الدوائر المطبوعة المتعددة في الجهاز بأكمله إلى نفس المشكلة.
08
من الأفضل وضع الجهاز الحساس لدرجة الحرارة في منطقة ذات درجة حرارة منخفضة (مثل الجزء السفلي من الجهاز).لا تضعه مباشرة فوق جهاز التسخين.من الأفضل ترتيب أجهزة متعددة على المستوى الأفقي.
09
ضع الأجهزة ذات أعلى استهلاك للطاقة وتوليد الحرارة بالقرب من أفضل موضع لتبديد الحرارة.لا تضع أجهزة عالية التسخين على زوايا اللوحة المطبوعة وحوافها الطرفية، إلا في حالة وجود مشتت حراري بالقرب منها.عند تصميم مقاوم الطاقة، اختر جهازًا أكبر قدر الإمكان، واجعله يتمتع بمساحة كافية لتبديد الحرارة عند ضبط تخطيط اللوحة المطبوعة.
10
تجنب تركيز النقاط الساخنة على PCB، وقم بتوزيع الطاقة بالتساوي على لوحة PCB قدر الإمكان، وحافظ على أداء درجة حرارة سطح PCB موحدًا ومتسقًا.
غالبًا ما يكون من الصعب تحقيق توزيع موحد صارم أثناء عملية التصميم، ولكن يجب تجنب المناطق ذات كثافة الطاقة العالية جدًا لمنع النقاط الساخنة من التأثير على التشغيل العادي للدائرة بأكملها.
إذا كان ذلك ممكنا، فمن الضروري تحليل الكفاءة الحرارية للدائرة المطبوعة.على سبيل المثال، يمكن لوحدة برنامج تحليل مؤشر الكفاءة الحرارية المضافة في بعض برامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الاحترافية أن تساعد المصممين على تحسين تصميم الدوائر.