Funtzionamenduan ekipo elektronikoek sortzen duten beroak ekipoaren barne-tenperatura azkar igotzen du. Beroa denboran xahutzen ez bada, ekipoak berotzen jarraituko du, gailuak huts egingo du gehiegi berotzearen ondorioz eta ekipamendu elektronikoaren fidagarritasuna gutxituko da. Hori dela eta, oso garrantzitsua da zirkuitu plaka beroa xahutzea.
Zirkuitu Inprimatuaren Plakaren Tenperatura Igoeraren Faktore Azterketa
Inprimatutako plakaren tenperatura igotzearen kausa zuzena zirkuituko potentzia-kontsumoko gailuen presentziari dagokio, eta gailu elektronikoek energia-kontsumoa hainbat mailatan dute, eta beroaren intentsitatea aldatzen da energia-kontsumoarekin batera.
Inprimatutako arbeletan tenperatura igoeraren bi fenomeno:
(1) Tokiko tenperatura igoera edo eremu handiko tenperatura igoera;
(2) Epe laburreko tenperaturaren igoera edo epe luzerako tenperaturaren igoera.
PCB potentzia termikoaren kontsumoa aztertzean, oro har, alderdi hauetatik.
Energia elektrikoaren kontsumoa
(1) Aztertu azalera unitateko energia-kontsumoa;
(2) Aztertu PCB zirkuitu plakan energia-kontsumoaren banaketa.
2. Inprimatutako arbelaren egitura
(1) Inprimatutako taularen tamaina;
(2) Inprimatutako taularen materiala.
3. Inprimatutako taularen instalazio metodoa
(1) Instalazio metodoa (adibidez, instalazio bertikala eta instalazio horizontala);
(2) Zigilatzeko egoera eta karkasarekiko distantzia.
4. Erradiazio termikoa
(1) Inprimatutako taularen gainazalaren emisioa;
(2) Inprimatutako taularen eta ondoko gainazalaren arteko tenperatura-aldea eta haien tenperatura absolutua;
5. Beroaren eroapena
(1) Instalatu erradiadorea;
(2) Instalazioko beste egitura-pieza batzuen eroapena.
6. Konbekzio termikoa
(1) Konbekzio naturala;
(2) Behartutako hozte-konbekzioa.
PCBtik goiko faktoreen azterketa modu eraginkorra da inprimatutako taularen tenperatura igoera konpontzeko. Faktore hauek maiz erlazionatuta eta menpekoak dira produktu eta sistema batean. Faktore gehienak benetako egoeraren arabera aztertu behar dira, benetako egoera zehatz baterako soilik. Egoera honetan bakarrik tenperatura igoeraren eta energia-kontsumoaren parametroak behar bezala kalkulatu edo kalkula daitezke.
Zirkuitu plaka hozteko metodoa
1. Beroa sortzen duen gailua gehi bero-husketa eta bero-eroaleko plaka
PCBko gailu gutxi batzuek bero kopuru handia sortzen dutenean (3 baino gutxiago), bero-hodia edo bero-hodi bat gehi dakioke beroa sortzeko gailuari. Tenperatura jaitsi ezin denean, haizagailudun bero-konketa bat erabil daiteke beroa xahutzeko efektua hobetzeko. Berokuntza-gailu gehiago daudenean (3 baino gehiago), beroa xahutzeko estalki handi bat (taula) erabil daiteke. Berogailuaren posizioaren eta altueraren arabera pertsonalizatutako erradiadore berezi bat da PCB plakan edo erradiadore lau handi batean Moztu osagai desberdinen altuera. Lotu beroa xahutzeko estalkia osagaien gainazalean, eta jarri harremanetan osagai bakoitzari beroa xahutzeko. Hala ere, muntaketa eta soldadura garaian osagaien koherentzia eskasa dela eta, beroa xahutzeko efektua ez da ona. Normalean fase termikoen aldaketako pad termiko leun bat gehitzen da osagaien gainazalean, beroa xahutzeko efektua hobetzeko.
2. Beroa xahutzea PCB plakaren bidez
Gaur egun, asko erabiltzen diren PCB plakak kobrez estalitako/epoxi beirazko oihal substratuak edo erretxina fenolikoa beirazko oihal substratuak dira, eta paperean oinarritutako kobrez estalitako plaka kopuru txiki bat erabiltzen da. Substratu hauek errendimendu elektriko eta prozesatzeko errendimendu bikainak dituzten arren, beroaren xahupen eskasa dute. Beroa sortzen duten osagaien beroa xahutzeko bide gisa, PCBak berak nekez espero daiteke PCBaren erretxinatik beroa eroateko, baina osagaiaren gainazaletik beroa inguruko airera xahutzea. Hala ere, produktu elektronikoak osagaien miniaturizazioaren, dentsitate handiko instalazioaren eta bero handiko muntaketaren garaian sartu direnez, ez da nahikoa azalera oso txikia duten osagaien gainazalean fidatzea beroa xahutzeko. Aldi berean, QFP eta BGA bezalako gainazalean muntatutako osagaien erabilera handia dela eta, osagaiek sortutako beroa PCB plakara transferitzen da kantitate handietan. Hori dela eta, beroaren xahupena konpontzeko modurik onena PCBren beroa xahutzeko ahalmena hobetzea da, berogailu-elementuarekin zuzeneko kontaktuan. Jokatzea edo igortzea.
3. Hartu bideratze-diseinu egokia beroa xahutzea lortzeko
Xaflako erretxinaren eroankortasun termikoa eskasa denez eta kobrezko paper-lerroak eta zuloak beroaren eroale onak direlako, kobre-paperaren hondar-tasa hobetzea eta eroapen termikoaren zuloak handitzea dira beroa xahutzeko bide nagusiak.
PCBaren beroa xahutzeko ahalmena ebaluatzeko, beharrezkoa da eroankortasun termiko koefiziente desberdinak dituzten hainbat materialez osatutako material konposatuaren eroankortasun termiko baliokidea (bederatzi eq) kalkulatzea —PCBren substratu isolatzailea—.
4. Konbekzio libreko aire hoztea erabiltzen duten ekipoetarako, hobe da zirkuitu integratuak (edo beste gailu batzuk) bertikalki edo horizontalean antolatzea.
5. Inprimatutako taula bereko gailuak beroa sortzearen eta beroaren xahutzearen arabera antolatu behar dira ahal den neurrian. Bero-sorkuntza txikia edo bero-erresistentzia eskasa duten gailuak (adibidez, seinale txikiko transistoreak, eskala txikiko zirkuitu integratuak, kondentsadore elektrolitikoak, etab.) hozte-aire-fluxuaren goiko korrontean jartzen dira (sarreran), bero-sorkuntza handia duten gailuak edo. bero-erresistentzia ona (adibidez, potentzia-transistoreak, eskala handiko zirkuitu integratuak, etab.) hozte-aire-fluxuaren azpian jartzen dira.
6. Norabide horizontalean, potentzia handiko gailuak inprimatutako taularen ertzetik ahalik eta gertuen jarri behar dira bero-transferentziaren bidea laburtzeko; norabide bertikalean, potentzia handiko gailuak inprimatutako arbelaren goialdetik ahalik eta gertuen jarri behar dira gailu horien tenperatura murrizteko beste gailu batzuetan lan egiten dutenean Eragina.
7. Tenperatura-sentikorra den gailua tenperatura baxuena duen eremuan kokatzen da (adibidez, gailuaren behealdean). Inoiz ez jarri zuzenean beroa sortzen duen gailuaren gainean. Gailu anitz plano horizontalean mailakatuta egon daitezke.
8. Ekipoan inprimatutako plakaren beroa xahutzea, batez ere, aire-fluxuaren araberakoa da, beraz, aire-fluxuaren bidea diseinuan aztertu behar da eta gailua edo zirkuitu inprimatuko plaka arrazoiz konfiguratu behar da. Airea dabilenean, erresistentzia txikia den tokian beti joan ohi da, beraz, zirkuitu inprimatuko plakan gailuak konfiguratzerakoan, eremu jakin batean aire-espazio handi bat ez uztea beharrezkoa da. Makina osoan zirkuitu inprimatutako plaken konfigurazioak ere arazo berdinari arreta jarri behar dio.
9. Saihestu puntu beroen kontzentrazioa PCBan, banatu potentzia uniformeki PCBan ahalik eta gehien, eta mantendu PCBaren gainazaleko tenperaturaren errendimendua uniforme eta koherentea. Askotan zaila da diseinu-prozesuan banaketa uniforme zorrotza lortzea, baina beharrezkoa da potentzia-dentsitate handiegia duten eremuak saihestea zirkuitu osoaren funtzionamendu normalari eragiten dioten puntu beroak saihesteko. Baldintzek ahalbidetzen badute, zirkuitu inprimatuen eraginkortasun termikoaren azterketa beharrezkoa da. Adibidez, PCB diseinuko software profesional batzuetan gehitutako eraginkortasun termikoaren indizea aztertzeko software moduluek diseinatzaileei zirkuitu diseinua optimizatzen lagun diezaiekete.