PCB વર્લ્ડ તરફથી

ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનો માટે, ઓપરેશન દરમિયાન ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે, જેથી સાધનોનું આંતરિક તાપમાન ઝડપથી વધે છે.જો ગરમી સમયસર વિખેરાઈ ન જાય, તો સાધન ગરમ થવાનું ચાલુ રાખશે, અને ઓવરહિટીંગને કારણે ઉપકરણ નિષ્ફળ જશે.ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોની વિશ્વસનીયતા કામગીરીમાં ઘટાડો થશે.

તેથી, સર્કિટ બોર્ડ પર સારી હીટ ડિસીપેશન ટ્રીટમેન્ટ કરવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.પીસીબી સર્કિટ બોર્ડનું ઉષ્મા વિસર્જન એ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ કડી છે, તો પીસીબી સર્કિટ બોર્ડની ઉષ્મા વિસર્જન તકનીક શું છે, ચાલો નીચે તેની સાથે મળીને ચર્ચા કરીએ.

01
પીસીબી બોર્ડ દ્વારા જ હીટ ડિસીપેશન હાલમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા પીસીબી બોર્ડ કોપર ક્લેડ/ઇપોક્સી ગ્લાસ ક્લોથ સબસ્ટ્રેટ્સ અથવા ફિનોલિક રેઝિન ગ્લાસ ક્લોથ સબસ્ટ્રેટ્સ છે અને થોડી માત્રામાં પેપર આધારિત કોપર ક્લેડ બોર્ડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

જો કે આ સબસ્ટ્રેટ્સ ઉત્તમ વિદ્યુત ગુણધર્મો અને પ્રક્રિયા ગુણધર્મો ધરાવે છે, તેમ છતાં તેમની પાસે નબળી ગરમીનું વિસર્જન છે.ઉચ્ચ-હીટિંગ ઘટકો માટે ગરમીના વિસર્જનની પદ્ધતિ તરીકે, પીસીબીના રેઝિન દ્વારા ગરમીનું સંચાલન કરવાની અપેક્ષા રાખવી લગભગ અશક્ય છે, પરંતુ ઘટકની સપાટીથી આસપાસની હવામાં ગરમીનું વિસર્જન કરવું લગભગ અશક્ય છે.

જો કે, ઈલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોએ ઘટકોના લઘુચિત્રીકરણ, ઉચ્ચ-ઘનતા માઉન્ટિંગ અને ઉચ્ચ-હીટિંગ એસેમ્બલીના યુગમાં પ્રવેશ કર્યો હોવાથી, ગરમીને દૂર કરવા માટે ખૂબ જ નાના સપાટી વિસ્તારવાળા ઘટકની સપાટી પર આધાર રાખવો પૂરતો નથી.

તે જ સમયે, QFP અને BGA જેવા સપાટીના માઉન્ટ ઘટકોના વ્યાપક ઉપયોગને કારણે, ઘટકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમી મોટી માત્રામાં PCB બોર્ડમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.તેથી, ગરમીના વિસર્જનને હલ કરવાનો શ્રેષ્ઠ માર્ગ એ છે કે પીસીબીની ગરમીના વિસર્જનની ક્ષમતામાં સુધારો કરવો જે હીટિંગ તત્વ સાથે સીધો સંપર્ક કરે છે.હાથ ધરવામાં અથવા રેડિયેટેડ.

પીસીબી લેઆઉટ
ઠંડા પવનના વિસ્તારમાં થર્મલ સેન્સિટિવ ઉપકરણો મૂકવામાં આવે છે.

તાપમાન શોધ ઉપકરણ સૌથી ગરમ સ્થિતિમાં મૂકવામાં આવે છે.

સમાન પ્રિન્ટેડ બોર્ડ પરના ઉપકરણોને શક્ય હોય ત્યાં સુધી તેમના કેલરી મૂલ્ય અને ગરમીના વિસર્જનની ડિગ્રી અનુસાર ગોઠવવા જોઈએ.નાની કેલરીફિક વેલ્યુ અથવા નબળી ગરમી પ્રતિકાર ધરાવતા ઉપકરણો (જેમ કે નાના સિગ્નલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, નાના-પાયે ઈન્ટીગ્રેટેડ સર્કિટ, ઈલેક્ટ્રોલાઈટીક કેપેસિટર્સ વગેરે) ઠંડક હવાના પ્રવાહમાં મુકવા જોઈએ.સૌથી ઉપરનો પ્રવાહ (પ્રવેશદ્વાર પર), મોટી ગરમી અથવા ઉષ્મા પ્રતિકાર ધરાવતા ઉપકરણો (જેમ કે પાવર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, મોટા પાયે ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ વગેરે) ઠંડક હવાના પ્રવાહના સૌથી નીચેની તરફ મૂકવામાં આવે છે.

આડી દિશામાં, હીટ ટ્રાન્સફર પાથને ટૂંકો કરવા માટે હાઇ-પાવર ઉપકરણોને પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ધારની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવામાં આવે છે;ઊભી દિશામાં, ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ઉપકરણોને પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ટોચની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવામાં આવે છે જેથી જ્યારે તેઓ કામ કરે ત્યારે અન્ય ઉપકરણોના તાપમાન પર આ ઉપકરણોની અસર ઓછી થાય.

સાધનસામગ્રીમાં મુદ્રિત બોર્ડની ગરમીનું વિસર્જન મુખ્યત્વે હવાના પ્રવાહ પર આધાર રાખે છે, તેથી ડિઝાઇન દરમિયાન હવાના પ્રવાહના માર્ગનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ, અને ઉપકરણ અથવા પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ વ્યાજબી રીતે ગોઠવેલું હોવું જોઈએ.

ડિઝાઇન પ્રક્રિયા દરમિયાન સખત સમાન વિતરણ પ્રાપ્ત કરવું ઘણીવાર મુશ્કેલ હોય છે, પરંતુ સમગ્ર સર્કિટની સામાન્ય કામગીરીને અસર કરતા હોટ સ્પોટ્સને રોકવા માટે ખૂબ ઊંચી પાવર ડેન્સિટીવાળા વિસ્તારોને ટાળવા જોઈએ.

જો શક્ય હોય તો, પ્રિન્ટેડ સર્કિટની થર્મલ કાર્યક્ષમતાનું વિશ્લેષણ કરવું જરૂરી છે.ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક વ્યાવસાયિક PCB ડિઝાઇન સોફ્ટવેરમાં ઉમેરાયેલ થર્મલ કાર્યક્ષમતા ઇન્ડેક્સ વિશ્લેષણ સોફ્ટવેર મોડ્યુલ ડિઝાઇનર્સને સર્કિટ ડિઝાઇનને શ્રેષ્ઠ બનાવવામાં મદદ કરી શકે છે.

02
ઉચ્ચ ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઘટકો વત્તા રેડિએટર્સ અને ગરમી સંચાલિત પ્લેટ્સ.જ્યારે PCB માં ઘટકોની નાની સંખ્યા મોટી માત્રામાં (3 કરતાં ઓછી) ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે, ત્યારે ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઘટકોમાં હીટ સિંક અથવા હીટ પાઇપ ઉમેરી શકાય છે.જ્યારે તાપમાન ઘટાડી શકાતું નથી, ત્યારે તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે પંખા સાથે રેડિયેટર ગરમીના વિસર્જનની અસરને વધારવા માટે.

જ્યારે હીટિંગ ડિવાઇસની સંખ્યા મોટી હોય (3 કરતાં વધુ), ત્યારે મોટા હીટ ડિસીપેશન કવર (બોર્ડ) નો ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે પીસીબી અથવા મોટા ફ્લેટ પર હીટિંગ ડિવાઇસની સ્થિતિ અને ઊંચાઈ અનુસાર કસ્ટમાઇઝ્ડ ખાસ હીટ સિંક છે. હીટ સિંક વિવિધ ઘટકોની ઊંચાઈની સ્થિતિને કાપો.હીટ ડિસીપેશન કવર ઘટકની સપાટી પર એકીકૃત રીતે બંધાયેલું હોય છે, અને તે દરેક ઘટકનો સંપર્ક કરે છે જેથી તે ગરમીને દૂર કરે.

જો કે, ઘટકોના એસેમ્બલી અને વેલ્ડીંગ દરમિયાન ઉંચાઈની નબળી સુસંગતતાને કારણે ગરમીના વિસર્જનની અસર સારી નથી.સામાન્ય રીતે, હીટ ડિસીપેશન ઇફેક્ટને સુધારવા માટે ઘટકની સપાટી પર સોફ્ટ થર્મલ ફેઝ ચેન્જ થર્મલ પેડ ઉમેરવામાં આવે છે.

03
ફ્રી કન્વેક્શન એર કૂલિંગ અપનાવતા સાધનો માટે, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (અથવા અન્ય ઉપકરણો) ઊભી અથવા આડી રીતે ગોઠવવાનું શ્રેષ્ઠ છે.

04
ગરમીના વિસર્જનને સમજવા માટે વાજબી વાયરિંગ ડિઝાઇન અપનાવો.કારણ કે પ્લેટમાં રેઝિન નબળી થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે, અને કોપર ફોઇલ રેખાઓ અને છિદ્રો સારા ગરમી વાહક છે, કોપર ફોઇલના બાકીના દરમાં વધારો અને ગરમીના વાહક છિદ્રોમાં વધારો એ ગરમીના વિસર્જનનું મુખ્ય માધ્યમ છે.PCB ની ઉષ્મા વિસર્જન ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, વિવિધ થર્મલ વાહકતા-PCB માટે ઇન્સ્યુલેટીંગ સબસ્ટ્રેટ સાથે વિવિધ સામગ્રીઓથી બનેલી સંયુક્ત સામગ્રીની સમકક્ષ થર્મલ વાહકતા (નવ eq) ની ગણતરી કરવી જરૂરી છે.

05
સમાન પ્રિન્ટેડ બોર્ડ પરના ઉપકરણોને શક્ય હોય ત્યાં સુધી તેમના કેલરી મૂલ્ય અને ગરમીના વિસર્જનની ડિગ્રી અનુસાર ગોઠવવા જોઈએ.ઓછી કેલરીફિક વેલ્યુ અથવા નબળી ગરમી પ્રતિકાર ધરાવતા ઉપકરણો (જેમ કે નાના-સિગ્નલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, નાના-પાયે ઈન્ટીગ્રેટેડ સર્કિટ, ઈલેક્ટ્રોલાઈટીક કેપેસિટર્સ વગેરે) ઠંડકના હવાના પ્રવાહમાં મુકવા જોઈએ.સૌથી ઉપરનો પ્રવાહ (પ્રવેશદ્વાર પર), મોટી ગરમી અથવા ઉષ્મા પ્રતિકાર ધરાવતા ઉપકરણો (જેમ કે પાવર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, મોટા પાયે ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ વગેરે) ઠંડક હવાના પ્રવાહના સૌથી નીચેની તરફ મૂકવામાં આવે છે.

06
આડી દિશામાં, હીટ ટ્રાન્સફર પાથને ટૂંકો કરવા માટે હાઇ-પાવર ઉપકરણોને પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ધારની શક્ય તેટલી નજીક ગોઠવવામાં આવે છે;ઊભી દિશામાં, અન્ય ઉપકરણોના તાપમાન પર આ ઉપકરણોના પ્રભાવને ઘટાડવા માટે ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ઉપકરણોને પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ટોચની શક્ય તેટલી નજીક ગોઠવવામાં આવે છે..

07
સાધનસામગ્રીમાં મુદ્રિત બોર્ડની ગરમીનું વિસર્જન મુખ્યત્વે હવાના પ્રવાહ પર આધાર રાખે છે, તેથી ડિઝાઇન દરમિયાન હવાના પ્રવાહના માર્ગનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ, અને ઉપકરણ અથવા પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ વ્યાજબી રીતે ગોઠવેલું હોવું જોઈએ.

જ્યારે હવા વહે છે, ત્યારે તે હંમેશા નીચા પ્રતિકારવાળા સ્થળોએ વહે છે, તેથી જ્યારે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર ઉપકરણો ગોઠવી રહ્યા હોય, ત્યારે ચોક્કસ વિસ્તારમાં મોટી હવાઈ જગ્યા છોડવાનું ટાળો.

આખા મશીનમાં બહુવિધ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડની ગોઠવણીએ પણ સમાન સમસ્યા પર ધ્યાન આપવું જોઈએ.

08
તાપમાન-સંવેદનશીલ ઉપકરણ સૌથી નીચા તાપમાનવાળા વિસ્તારમાં (જેમ કે ઉપકરણની નીચે) શ્રેષ્ઠ રીતે મૂકવામાં આવે છે.તેને ક્યારેય હીટિંગ ડિવાઇસની ઉપર સીધું ન મૂકો.આડા પ્લેન પર બહુવિધ ઉપકરણોને ડંખ મારવાનું શ્રેષ્ઠ છે.

09
સૌથી વધુ પાવર વપરાશ અને હીટ જનરેશન ધરાવતાં ઉપકરણોને ગરમીના વિસર્જન માટે શ્રેષ્ઠ સ્થાનની નજીક મૂકો.પ્રિન્ટેડ બોર્ડના ખૂણાઓ અને પેરિફેરલ કિનારીઓ પર હાઇ-હીટિંગ ડિવાઇસ ન મૂકો, સિવાય કે તેની નજીક હીટ સિંક ગોઠવવામાં આવે.પાવર રેઝિસ્ટરને ડિઝાઇન કરતી વખતે, શક્ય તેટલું મોટું ઉપકરણ પસંદ કરો અને પ્રિન્ટેડ બોર્ડના લેઆઉટને સમાયોજિત કરતી વખતે તેને ગરમીના વિસર્જન માટે પૂરતી જગ્યા બનાવો.

10
PCB પર હોટ સ્પોટ્સની સાંદ્રતાને ટાળો, શક્ય તેટલું PCB બોર્ડ પર સમાનરૂપે પાવરનું વિતરણ કરો અને PCB સપાટીના તાપમાનની કામગીરીને એકસમાન અને સુસંગત રાખો.

ડિઝાઇન પ્રક્રિયા દરમિયાન સખત સમાન વિતરણ પ્રાપ્ત કરવું ઘણીવાર મુશ્કેલ હોય છે, પરંતુ સમગ્ર સર્કિટની સામાન્ય કામગીરીને અસર કરતા હોટ સ્પોટ્સને રોકવા માટે ખૂબ ઊંચી પાવર ડેન્સિટીવાળા વિસ્તારોને ટાળવા જોઈએ.

જો શક્ય હોય તો, પ્રિન્ટેડ સર્કિટની થર્મલ કાર્યક્ષમતાનું વિશ્લેષણ કરવું જરૂરી છે.ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક વ્યાવસાયિક PCB ડિઝાઇન સોફ્ટવેરમાં ઉમેરાયેલ થર્મલ કાર્યક્ષમતા ઇન્ડેક્સ વિશ્લેષણ સોફ્ટવેર મોડ્યુલ ડિઝાઇનર્સને સર્કિટ ડિઝાઇનને શ્રેષ્ઠ બનાવવામાં મદદ કરી શકે છે.