ઓપરેશન દરમિયાન ઈલેક્ટ્રોનિક સાધનો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીને કારણે સાધનોનું આંતરિક તાપમાન ઝડપથી વધે છે. જો ગરમી સમયસર વિખેરી નાખવામાં ન આવે, તો સાધનો ગરમ થવાનું ચાલુ રાખશે, વધુ ગરમ થવાને કારણે ઉપકરણ નિષ્ફળ જશે, અને ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોની વિશ્વસનીયતા ઘટશે. તેથી, સર્કિટ બોર્ડમાં ગરમીનું વિસર્જન કરવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડના તાપમાનમાં વધારોનું પરિબળ વિશ્લેષણ

પ્રિન્ટેડ બોર્ડના તાપમાનમાં વધારો થવાનું સીધું કારણ સર્કિટ પાવર વપરાશ ઉપકરણોની હાજરીને કારણે છે, અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં વિવિધ ડિગ્રીનો પાવર વપરાશ હોય છે, અને પાવર વપરાશ સાથે ગરમીની તીવ્રતા બદલાય છે.

પ્રિન્ટેડ બોર્ડમાં તાપમાનમાં વધારો થવાની બે ઘટનાઓ:
(1) સ્થાનિક તાપમાનમાં વધારો અથવા મોટા વિસ્તારના તાપમાનમાં વધારો;
(2) ટૂંકા ગાળાના તાપમાનમાં વધારો અથવા લાંબા ગાળાના તાપમાનમાં વધારો.

પીસીબી થર્મલ પાવર વપરાશનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે, સામાન્ય રીતે નીચેના પાસાઓથી.

ઇલેક્ટ્રિકલ પાવર વપરાશ
(1) એકમ વિસ્તાર દીઠ વીજ વપરાશનું વિશ્લેષણ કરો;
(2) PCB સર્કિટ બોર્ડ પર પાવર વપરાશના વિતરણનું વિશ્લેષણ કરો.

2. પ્રિન્ટેડ બોર્ડનું માળખું
(1) પ્રિન્ટેડ બોર્ડનું કદ;
(2) પ્રિન્ટેડ બોર્ડની સામગ્રી.

3. પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ઇન્સ્ટોલેશન પદ્ધતિ
(1) સ્થાપન પદ્ધતિ (જેમ કે વર્ટિકલ ઇન્સ્ટોલેશન અને હોરીઝોન્ટલ ઇન્સ્ટોલેશન);
(2) સીલિંગની સ્થિતિ અને કેસીંગથી અંતર.

4. થર્મલ રેડિયેશન
(1) પ્રિન્ટેડ બોર્ડ સપાટીની ઉત્સર્જન;
(2) પ્રિન્ટેડ બોર્ડ અને નજીકની સપાટી અને તેમના સંપૂર્ણ તાપમાન વચ્ચેના તાપમાનનો તફાવત;

5. ગરમીનું વહન
(1) રેડિયેટર ઇન્સ્ટોલ કરો;
(2) અન્ય સ્થાપન માળખાકીય ભાગોનું વહન.

6. થર્મલ સંવહન
(1) કુદરતી સંવહન;
(2) બળજબરીથી કૂલિંગ સંવહન.

પીસીબી તરફથી ઉપરોક્ત પરિબળોનું વિશ્લેષણ એ પ્રિન્ટેડ બોર્ડના તાપમાનમાં વધારો ઉકેલવા માટે એક અસરકારક રીત છે. આ પરિબળો ઘણીવાર ઉત્પાદન અને સિસ્ટમમાં સંબંધિત અને નિર્ભર હોય છે. મોટાભાગના પરિબળોનું વિશ્લેષણ વાસ્તવિક પરિસ્થિતિ અનુસાર થવું જોઈએ, ફક્ત ચોક્કસ વાસ્તવિક પરિસ્થિતિ માટે. ફક્ત આ પરિસ્થિતિમાં તાપમાનમાં વધારો અને વીજ વપરાશના પરિમાણોની ગણતરી અથવા યોગ્ય રીતે અંદાજ કરી શકાય છે.

સર્કિટ બોર્ડ કૂલિંગ પદ્ધતિ

1. ઉચ્ચ ગરમી ઉત્પન્ન કરતું ઉપકરણ વત્તા હીટ સિંક અને ગરમી વહન પ્લેટ
જ્યારે PCB માં કેટલાક ઉપકરણો મોટી માત્રામાં ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે (3 કરતા ઓછી), ત્યારે ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઉપકરણમાં હીટ સિંક અથવા હીટ પાઇપ ઉમેરી શકાય છે. જ્યારે તાપમાન ઘટાડી શકાતું નથી, ત્યારે પંખા સાથેના હીટ સિંકનો ઉપયોગ ગરમીના વિસર્જનની અસરને વધારવા માટે કરી શકાય છે. જ્યારે વધુ હીટિંગ ઉપકરણો (3 થી વધુ) હોય, ત્યારે મોટા હીટ ડિસીપેશન કવર (બોર્ડ) નો ઉપયોગ કરી શકાય છે. તે એક વિશિષ્ટ રેડિએટર છે જે પીસીબી બોર્ડ પર અથવા મોટા ફ્લેટ રેડિયેટરમાં હીટિંગ ડિવાઇસની સ્થિતિ અને ઊંચાઈ અનુસાર કસ્ટમાઇઝ કરવામાં આવે છે અને વિવિધ ઘટકોની ઊંચાઈ કાપો. હીટ ડિસીપેશન કવરને ઘટકની સપાટી પર બાંધો અને ગરમીને દૂર કરવા માટે દરેક ઘટકનો સંપર્ક કરો. જો કે, એસેમ્બલી અને વેલ્ડીંગ દરમિયાન ઘટકોની નબળી સુસંગતતાને કારણે, ગરમીના વિસર્જનની અસર સારી નથી. સામાન્ય રીતે ઘટક સપાટી પર સોફ્ટ થર્મલ ફેઝ ચેન્જ થર્મલ પેડ ઉમેરવામાં આવે છે જેથી ગરમીના વિસર્જનની અસરમાં સુધારો થાય.

2. પીસીબી બોર્ડ દ્વારા જ ગરમીનું વિસર્જન
હાલમાં, વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી PCB પ્લેટો કોપર-ક્લ્ડ/ઇપોક્સી ગ્લાસ ક્લોથ સબસ્ટ્રેટ અથવા ફિનોલિક રેઝિન ગ્લાસ ક્લોથ સબસ્ટ્રેટ્સ છે, અને થોડી માત્રામાં પેપર-આધારિત કોપર-ક્ડ પ્લેટ્સનો ઉપયોગ થાય છે. જો કે આ સબસ્ટ્રેટ્સમાં ઉત્તમ વિદ્યુત કામગીરી અને પ્રક્રિયા કામગીરી હોય છે, તેમ છતાં તેમની પાસે નબળી ગરમીનું વિસર્જન છે. ઉચ્ચ ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઘટકો માટે ગરમીના વિસર્જનના માર્ગ તરીકે, PCB પોતે PCB ના રેઝિનમાંથી ગરમીનું સંચાલન કરે તેવી અપેક્ષા ભાગ્યે જ કરી શકાય છે, પરંતુ ઘટકની સપાટીથી આસપાસની હવામાં ગરમીનું વિસર્જન કરે છે. જો કે, ઈલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોએ ઘટકોના લઘુચિત્રીકરણ, ઉચ્ચ-ઘનતા સ્થાપન અને ઉચ્ચ-ઉષ્મા એસેમ્બલીના યુગમાં પ્રવેશ કર્યો હોવાથી, ગરમીને દૂર કરવા માટે ખૂબ જ નાના સપાટી વિસ્તારવાળા ઘટકોની સપાટી પર આધાર રાખવો પૂરતો નથી. તે જ સમયે, QFP અને BGA જેવા સપાટી પર માઉન્ટ થયેલ ઘટકોના ભારે ઉપયોગને કારણે, ઘટકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમી મોટા જથ્થામાં PCB બોર્ડમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. તેથી, ગરમીના વિસર્જનને હલ કરવાનો શ્રેષ્ઠ માર્ગ એ છે કે ગરમીના તત્વ સાથે સીધા સંપર્કમાં પીસીબીની ગરમીના વિસર્જન ક્ષમતામાં સુધારો કરવો. આચાર અથવા ઉત્સર્જન.

3. હીટ ડિસીપેશન હાંસલ કરવા માટે વાજબી રૂટીંગ ડિઝાઇન અપનાવો
કારણ કે શીટમાં રેઝિનની થર્મલ વાહકતા નબળી છે, અને કોપર ફોઇલ લાઇન અને છિદ્રો ગરમીના સારા વાહક છે, કોપર ફોઇલના અવશેષ દરમાં સુધારો કરવો અને થર્મલ વહન છિદ્રોમાં વધારો એ ગરમીના વિસર્જનના મુખ્ય માધ્યમ છે.
PCB ની ઉષ્મા વિસર્જન ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, વિવિધ થર્મલ વાહકતા ગુણાંક સાથે વિવિધ સામગ્રીઓથી બનેલી સંયુક્ત સામગ્રીની સમકક્ષ થર્મલ વાહકતા (નવ eq) ની ગણતરી કરવી જરૂરી છે - PCB માટે ઇન્સ્યુલેટીંગ સબસ્ટ્રેટ.

4. ફ્રી કન્વેક્શન એર કૂલિંગનો ઉપયોગ કરતા સાધનો માટે, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (અથવા અન્ય ઉપકરણો) ઊભી અથવા આડી રીતે ગોઠવવાનું શ્રેષ્ઠ છે.

5. સમાન પ્રિન્ટેડ બોર્ડ પરના ઉપકરણોને તેમની ગરમીના ઉત્પાદન અને શક્ય તેટલી ગરમીના વિસર્જન અનુસાર ગોઠવવા જોઈએ. નાની ઉષ્મા જનરેશન અથવા નબળી ઉષ્મા પ્રતિકાર ધરાવતા ઉપકરણો (જેમ કે નાના સિગ્નલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, નાના-પાયે ઈન્ટીગ્રેટેડ સર્કિટ, ઈલેક્ટ્રોલાઈટીક કેપેસિટર્સ વગેરે) ઠંડક હવાના પ્રવાહના સૌથી ઉપરના પ્રવાહમાં (પ્રવેશદ્વાર પર), મોટી ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઉપકરણો અથવા સારી હીટ રેઝિસ્ટન્સ (જેમ કે પાવર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, મોટા પાયે ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ વગેરે) ઠંડક એરફ્લોના સૌથી ડાઉનસ્ટ્રીમ પર મૂકવામાં આવે છે.

6. આડી દિશામાં, હીટ ટ્રાન્સફર પાથને ટૂંકો કરવા માટે હાઇ-પાવર ઉપકરણોને પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ધારની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવામાં આવવી જોઈએ; ઊભી દિશામાં, ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ઉપકરણોને પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ટોચ પર શક્ય તેટલું નજીક મૂકવું જોઈએ જેથી અન્ય ઉપકરણો પર કામ કરતી વખતે આ ઉપકરણોનું તાપમાન ઓછું થાય ઈમ્પેક્ટ.

7. તાપમાન-સંવેદનશીલ ઉપકરણ સૌથી નીચા તાપમાન (જેમ કે ઉપકરણની નીચે) ધરાવતા વિસ્તારમાં શ્રેષ્ઠ રીતે મૂકવામાં આવે છે. તેને ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઉપકરણની ઉપર ક્યારેય ન મૂકો. બહુવિધ ઉપકરણો પ્રાધાન્ય આડી પ્લેન પર અટકી જાય છે.

8. સાધનોમાં મુદ્રિત બોર્ડની ગરમીનું વિસર્જન મુખ્યત્વે હવાના પ્રવાહ પર આધારિત છે, તેથી ડિઝાઇનમાં હવાના પ્રવાહના માર્ગનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ, અને ઉપકરણ અથવા પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ વ્યાજબી રીતે ગોઠવેલું હોવું જોઈએ. જ્યારે હવા વહે છે, ત્યારે તે હંમેશા તે તરફ વહે છે જ્યાં પ્રતિકાર ઓછો હોય છે, તેથી પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર ઉપકરણોને ગોઠવતી વખતે, ચોક્કસ વિસ્તારમાં મોટી હવા છોડવાનું ટાળવું જરૂરી છે. આખા મશીનમાં બહુવિધ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડની ગોઠવણીએ પણ સમાન સમસ્યા પર ધ્યાન આપવું જોઈએ.

9. PCB પર હોટ સ્પોટ્સની સાંદ્રતાને ટાળો, શક્ય તેટલું PCB પર સમાનરૂપે પાવરનું વિતરણ કરો, અને PCB સપાટીનું તાપમાન પ્રદર્શન એકસમાન અને સુસંગત રાખો. ડિઝાઇન પ્રક્રિયામાં સખત સમાન વિતરણ પ્રાપ્ત કરવું ઘણીવાર મુશ્કેલ હોય છે, પરંતુ સમગ્ર સર્કિટની સામાન્ય કામગીરીને અસર કરતા હોટ સ્પોટ્સને ટાળવા માટે ખૂબ ઊંચી પાવર ઘનતાવાળા વિસ્તારોને ટાળવા જરૂરી છે. જો શરતો પરવાનગી આપે છે, તો પ્રિન્ટેડ સર્કિટનું થર્મલ કાર્યક્ષમતા વિશ્લેષણ જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક વ્યાવસાયિક PCB ડિઝાઇન સોફ્ટવેરમાં ઉમેરવામાં આવેલા થર્મલ કાર્યક્ષમતા સૂચકાંક વિશ્લેષણ સોફ્ટવેર મોડ્યુલ્સ ડિઝાઇનર્સને સર્કિટ ડિઝાઇનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ કરી શકે છે.