संचालन के दौरान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों द्वारा उत्पन्न गर्मी के कारण उपकरण का आंतरिक तापमान तेजी से बढ़ जाता है। यदि गर्मी को समय पर नष्ट नहीं किया गया, तो उपकरण गर्म होते रहेंगे, अधिक गर्म होने के कारण उपकरण विफल हो जाएगा और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण की विश्वसनीयता कम हो जाएगी। इसलिए, सर्किट बोर्ड में गर्मी फैलाना बहुत महत्वपूर्ण है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड के तापमान वृद्धि का कारक विश्लेषण

मुद्रित बोर्ड के तापमान में वृद्धि का सीधा कारण सर्किट बिजली खपत उपकरणों की उपस्थिति के कारण होता है, और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में बिजली की खपत अलग-अलग डिग्री तक होती है, और बिजली की खपत के साथ गर्मी की तीव्रता बदल जाती है।

मुद्रित बोर्डों में तापमान वृद्धि की दो घटनाएँ:
(1) स्थानीय तापमान वृद्धि या बड़े क्षेत्र का तापमान वृद्धि;
(2) अल्पकालिक तापमान वृद्धि या दीर्घकालिक तापमान वृद्धि।

पीसीबी थर्मल पावर खपत का विश्लेषण करते समय, आम तौर पर निम्नलिखित पहलुओं से।

विद्युत ऊर्जा की खपत
(1) प्रति इकाई क्षेत्र बिजली खपत का विश्लेषण करें;
(2) पीसीबी सर्किट बोर्ड पर बिजली की खपत के वितरण का विश्लेषण करें।

2. मुद्रित बोर्ड की संरचना
(1) मुद्रित बोर्ड का आकार;
(2) मुद्रित बोर्ड की सामग्री।

3. मुद्रित बोर्ड की स्थापना विधि
(1) स्थापना विधि (जैसे ऊर्ध्वाधर स्थापना और क्षैतिज स्थापना);
(2) सीलिंग की स्थिति और आवरण से दूरी।

4. तापीय विकिरण
(1) मुद्रित बोर्ड सतह की उत्सर्जनता;
(2) मुद्रित बोर्ड और आसन्न सतह के बीच तापमान का अंतर और उनका पूर्ण तापमान;

5. ऊष्मा चालन
(1) रेडिएटर स्थापित करें;
(2) अन्य स्थापना संरचनात्मक भागों का संचालन।

6. तापीय संवहन
(1) प्राकृतिक संवहन;
(2) बलपूर्वक शीतलन संवहन।

पीसीबी से उपरोक्त कारकों का विश्लेषण मुद्रित बोर्ड के तापमान वृद्धि को हल करने का एक प्रभावी तरीका है। ये कारक अक्सर किसी उत्पाद और प्रणाली में संबंधित और निर्भर होते हैं। अधिकांश कारकों का विश्लेषण वास्तविक स्थिति के अनुसार किया जाना चाहिए, केवल एक विशिष्ट वास्तविक स्थिति के लिए। केवल इस स्थिति में ही तापमान वृद्धि और बिजली की खपत के मापदंडों की सही गणना या अनुमान लगाया जा सकता है।

सर्किट बोर्ड शीतलन विधि

1. उच्च गर्मी पैदा करने वाला उपकरण प्लस हीट सिंक और हीट कंडक्शन प्लेट
जब पीसीबी में कुछ उपकरण बड़ी मात्रा में गर्मी (3 से कम) उत्पन्न करते हैं, तो गर्मी पैदा करने वाले उपकरण में एक हीट सिंक या हीट पाइप जोड़ा जा सकता है। जब तापमान कम नहीं किया जा सकता है, तो गर्मी अपव्यय प्रभाव को बढ़ाने के लिए पंखे के साथ हीट सिंक का उपयोग किया जा सकता है। जब अधिक ताप उपकरण (3 से अधिक) हों, तो एक बड़े ताप अपव्यय कवर (बोर्ड) का उपयोग किया जा सकता है। यह एक विशेष रेडिएटर है जिसे पीसीबी बोर्ड पर हीटिंग डिवाइस की स्थिति और ऊंचाई के अनुसार अनुकूलित किया जाता है या एक बड़े फ्लैट रेडिएटर में विभिन्न घटकों की ऊंचाई काट दी जाती है। घटक की सतह पर गर्मी अपव्यय कवर को जकड़ें, और गर्मी को खत्म करने के लिए प्रत्येक घटक से संपर्क करें। हालांकि, असेंबली और वेल्डिंग के दौरान घटकों की खराब स्थिरता के कारण, गर्मी अपव्यय प्रभाव अच्छा नहीं है। आमतौर पर गर्मी अपव्यय प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए घटक सतह पर एक नरम थर्मल चरण परिवर्तन थर्मल पैड जोड़ा जाता है।

2. पीसीबी बोर्ड के माध्यम से ही गर्मी अपव्यय
वर्तमान में, व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली पीसीबी प्लेटें कॉपर-क्लैड/एपॉक्सी ग्लास क्लॉथ सब्सट्रेट या फेनोलिक रेजिन ग्लास क्लॉथ सब्सट्रेट हैं, और थोड़ी मात्रा में पेपर-आधारित कॉपर-क्लैड प्लेट्स का उपयोग किया जाता है। हालाँकि इन सबस्ट्रेट्स में उत्कृष्ट विद्युत प्रदर्शन और प्रसंस्करण प्रदर्शन होता है, लेकिन इनमें गर्मी अपव्यय कम होता है। उच्च गर्मी पैदा करने वाले घटकों के लिए गर्मी अपव्यय मार्ग के रूप में, पीसीबी से शायद ही पीसीबी के राल से गर्मी का संचालन करने की उम्मीद की जा सकती है, लेकिन घटक की सतह से गर्मी को आसपास की हवा में फैलाने की उम्मीद की जा सकती है। हालाँकि, चूंकि इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद घटकों के लघुकरण, उच्च-घनत्व स्थापना और उच्च-ताप ​​संयोजन के युग में प्रवेश कर चुके हैं, इसलिए गर्मी को नष्ट करने के लिए बहुत छोटे सतह क्षेत्र वाले घटकों की सतह पर निर्भर रहना पर्याप्त नहीं है। साथ ही, क्यूएफपी और बीजीए जैसे सतह पर लगे घटकों के भारी उपयोग के कारण, घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी बड़ी मात्रा में पीसीबी बोर्ड में स्थानांतरित हो जाती है। इसलिए, गर्मी अपव्यय को हल करने का सबसे अच्छा तरीका हीटिंग तत्व के सीधे संपर्क में पीसीबी की गर्मी अपव्यय क्षमता में सुधार करना है। आचरण या उत्सर्जन.

3. गर्मी अपव्यय प्राप्त करने के लिए उचित रूटिंग डिज़ाइन अपनाएं
क्योंकि शीट में राल की तापीय चालकता खराब है, और तांबे की पन्नी की रेखाएं और छेद गर्मी के अच्छे संवाहक हैं, तांबे की पन्नी के अवशिष्ट दर में सुधार करना और थर्मल चालन छेद को बढ़ाना गर्मी अपव्यय का मुख्य साधन है।
पीसीबी की ताप अपव्यय क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए, विभिन्न तापीय चालकता गुणांकों वाली विभिन्न सामग्रियों से बनी मिश्रित सामग्री की समतुल्य तापीय चालकता (नौ ईक्यू) की गणना करना आवश्यक है - पीसीबी के लिए इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट।

4. उन उपकरणों के लिए जो मुफ़्त संवहन वायु शीतलन का उपयोग करते हैं, एकीकृत सर्किट (या अन्य उपकरणों) को लंबवत या क्षैतिज रूप से व्यवस्थित करना सबसे अच्छा है।

5. एक ही मुद्रित बोर्ड पर उपकरणों को यथासंभव उनके ताप उत्पादन और ताप अपव्यय के अनुसार व्यवस्थित किया जाना चाहिए। छोटे ताप उत्पादन या खराब ताप प्रतिरोध वाले उपकरण (जैसे छोटे सिग्नल ट्रांजिस्टर, छोटे पैमाने के एकीकृत सर्किट, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, आदि) को शीतलन वायु प्रवाह की सबसे ऊपरी धारा (प्रवेश द्वार पर), बड़े ताप उत्पादन वाले उपकरणों या अच्छे ताप प्रतिरोध (जैसे पावर ट्रांजिस्टर, बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट, आदि) को शीतलन वायु प्रवाह के सबसे निचले स्तर पर रखा जाता है।

6. क्षैतिज दिशा में, गर्मी हस्तांतरण पथ को छोटा करने के लिए उच्च-शक्ति उपकरणों को मुद्रित बोर्ड के किनारे के जितना संभव हो उतना करीब रखा जाना चाहिए; ऊर्ध्वाधर दिशा में, अन्य उपकरणों पर काम करते समय इन उपकरणों के तापमान को कम करने के लिए उच्च-शक्ति वाले उपकरणों को मुद्रित बोर्ड के शीर्ष के जितना संभव हो उतना करीब रखा जाना चाहिए।

7. तापमान-संवेदनशील उपकरण को सबसे कम तापमान वाले क्षेत्र (जैसे उपकरण के नीचे) में रखना सबसे अच्छा है। इसे कभी भी गर्मी पैदा करने वाले उपकरण के ठीक ऊपर न रखें। एकाधिक उपकरणों को अधिमानतः क्षैतिज तल पर क्रमित किया जाता है।

8. उपकरण में मुद्रित बोर्ड का ताप अपव्यय मुख्य रूप से वायु प्रवाह पर निर्भर करता है, इसलिए डिज़ाइन में वायु प्रवाह पथ का अध्ययन किया जाना चाहिए, और उपकरण या मुद्रित सर्किट बोर्ड को उचित रूप से कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए। जब हवा बहती है, तो यह हमेशा वहीं बहती है जहां प्रतिरोध छोटा होता है, इसलिए मुद्रित सर्किट बोर्ड पर उपकरणों को कॉन्फ़िगर करते समय, एक निश्चित क्षेत्र में बड़े वायु स्थान को छोड़ने से बचना आवश्यक है। पूरी मशीन में एकाधिक मुद्रित सर्किट बोर्डों के कॉन्फ़िगरेशन पर भी उसी समस्या पर ध्यान देना चाहिए।

9. पीसीबी पर हॉट स्पॉट की सघनता से बचें, जितना संभव हो पीसीबी पर समान रूप से बिजली वितरित करें, और पीसीबी सतह के तापमान प्रदर्शन को एक समान और सुसंगत रखें। डिज़ाइन प्रक्रिया में सख्त समान वितरण प्राप्त करना अक्सर मुश्किल होता है, लेकिन पूरे सर्किट के सामान्य संचालन को प्रभावित करने वाले हॉट स्पॉट से बचने के लिए बहुत अधिक बिजली घनत्व वाले क्षेत्रों से बचना आवश्यक है। यदि स्थितियाँ अनुमति देती हैं, तो मुद्रित सर्किट का थर्मल दक्षता विश्लेषण आवश्यक है। उदाहरण के लिए, कुछ पेशेवर पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर में जोड़े गए थर्मल दक्षता सूचकांक विश्लेषण सॉफ्टवेयर मॉड्यूल डिजाइनरों को सर्किट डिजाइन को अनुकूलित करने में मदद कर सकते हैं।