सरल और व्यावहारिक पीसीबी गर्मी अपव्यय विधि

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए, ऑपरेशन के दौरान एक निश्चित मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है, ताकि उपकरणों का आंतरिक तापमान तेजी से बढ़े। यदि गर्मी समय में विघटित नहीं होती है, तो उपकरण गर्म होते रहेंगे, और ओवरहीटिंग के कारण डिवाइस विफल हो जाएगा। इलेक्ट्रॉनिक उपकरण प्रदर्शन की विश्वसनीयता कम हो जाएगी।

इसलिए, सर्किट बोर्ड पर एक अच्छी गर्मी अपव्यय उपचार का संचालन करना बहुत महत्वपूर्ण है। पीसीबी सर्किट बोर्ड की गर्मी अपव्यय एक बहुत महत्वपूर्ण लिंक है, इसलिए पीसीबी सर्किट बोर्ड की गर्मी अपव्यय तकनीक क्या है, आइए इसे नीचे एक साथ चर्चा करें।

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पीसीबी बोर्ड के माध्यम से हीट अपव्यय ही वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले पीसीबी बोर्ड कॉपर क्लैड/एपॉक्सी ग्लास क्लॉथ सब्सट्रेट या फेनोलिक राल ग्लास क्लॉथ सब्सट्रेट हैं, और पेपर-आधारित कॉपर क्लैड बोर्डों की एक छोटी मात्रा का उपयोग किया जाता है।

यद्यपि इन सब्सट्रेट में उत्कृष्ट विद्युत गुण और प्रसंस्करण गुण होते हैं, उनके पास खराब गर्मी अपव्यय होता है। उच्च-हीटिंग घटकों के लिए एक गर्मी अपव्यय विधि के रूप में, गर्मी का संचालन करने के लिए पीसीबी के राल से गर्मी की उम्मीद करना लगभग असंभव है, लेकिन घटक की सतह से आसपास की हवा तक गर्मी को फैलाने के लिए।

हालांकि, जैसा कि इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों ने घटकों, उच्च-घनत्व बढ़ते, और उच्च-हीटिंग असेंबली के लघुकरण के युग में प्रवेश किया है, यह गर्मी को फैलाने के लिए एक बहुत छोटे सतह क्षेत्र के साथ एक घटक की सतह पर भरोसा करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

इसी समय, QFP और BGA जैसे सतह माउंट घटकों के व्यापक उपयोग के कारण, घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी की एक बड़ी मात्रा को PCB बोर्ड में स्थानांतरित किया जाता है। इसलिए, गर्मी अपव्यय की समस्या को हल करने का सबसे अच्छा तरीका पीसीबी की गर्मी अपव्यय क्षमता में सुधार करना है, जो पीसीबी बोर्ड के माध्यम से हीटिंग तत्व के साथ सीधे संपर्क में है। संचालित या विकिरणित।

जब हवा बहती है, तो यह हमेशा कम प्रतिरोध वाले स्थानों में प्रवाहित होती है, इसलिए एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर उपकरणों को कॉन्फ़िगर करते समय, एक निश्चित क्षेत्र में एक बड़े हवाई क्षेत्र को छोड़ने से बचें। पूरी मशीन में कई मुद्रित सर्किट बोर्डों के कॉन्फ़िगरेशन को भी उसी समस्या पर ध्यान देना चाहिए।

तापमान-संवेदनशील उपकरण को सबसे कम तापमान क्षेत्र (जैसे कि डिवाइस के नीचे) में रखा जाता है। कभी भी इसे सीधे हीटिंग डिवाइस के ऊपर न रखें। क्षैतिज विमान पर कई उपकरणों को डगमगाना सबसे अच्छा है।

गर्मी अपव्यय के लिए सर्वोत्तम स्थिति के पास उच्चतम बिजली की खपत और गर्मी उत्पादन के साथ उपकरणों को रखें। जब तक कि इसके पास एक हीट सिंक की व्यवस्था नहीं की जाती है, तब तक मुद्रित बोर्ड के कोनों और परिधीय किनारों पर उच्च-हीटिंग उपकरणों को न रखें।

पावर रेसिस्टर को डिज़ाइन करते समय, जितना संभव हो उतना बड़ा डिवाइस चुनें, और मुद्रित बोर्ड के लेआउट को समायोजित करते समय गर्मी अपव्यय के लिए पर्याप्त जगह बनाएं।

उच्च गर्मी पैदा करने वाले घटक प्लस रेडिएटर्स और हीट-कंडक्टिंग प्लेट्स। जब पीसीबी में घटकों की एक छोटी संख्या में बड़ी मात्रा में गर्मी (3 से कम) उत्पन्न होती है, तो हीट-जनरेटिंग घटकों में एक हीट सिंक या हीट पाइप जोड़ा जा सकता है। जब तापमान को कम नहीं किया जा सकता है, तो इसे गर्मी अपव्यय प्रभाव को बढ़ाने के लिए एक प्रशंसक के साथ रेडिएटर का उपयोग किया जा सकता है।

जब हीटिंग उपकरणों की संख्या बड़ी होती है (3 से अधिक), एक बड़ी गर्मी अपव्यय कवर (बोर्ड) का उपयोग किया जा सकता है, जो कि पीसीबी पर हीटिंग डिवाइस की स्थिति और ऊंचाई के अनुसार अनुकूलित एक विशेष हीट सिंक है या एक बड़े फ्लैट हीट सिंक ने विभिन्न घटक ऊंचाई की स्थिति को काट दिया। हीट डिसिपेशन कवर को घटक की सतह पर एकीकृत रूप से झुकाया जाता है, और यह गर्मी को फैलाने के लिए प्रत्येक घटक से संपर्क करता है।

हालांकि, विधानसभा और घटकों की वेल्डिंग के दौरान ऊंचाई की खराब स्थिरता के कारण गर्मी अपव्यय प्रभाव अच्छा नहीं है। आमतौर पर, एक नरम थर्मल चरण परिवर्तन थर्मल पैड को गर्मी अपव्यय प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए घटक की सतह पर जोड़ा जाता है।

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उन उपकरणों के लिए जो मुफ्त संवहन वायु शीतलन को अपनाते हैं, यह एकीकृत सर्किट (या अन्य उपकरणों) को लंबवत या क्षैतिज रूप से व्यवस्थित करना सबसे अच्छा है।

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गर्मी अपव्यय का एहसास करने के लिए एक उचित वायरिंग डिजाइन को अपनाएं। क्योंकि प्लेट में राल में खराब तापीय चालकता होती है, और तांबे की पन्नी लाइनें और छेद अच्छे गर्मी कंडक्टर होते हैं, जिससे तांबे की पन्नी की शेष दर बढ़ जाती है और गर्मी चालन छेद में वृद्धि गर्मी अपव्यय का मुख्य साधन है। पीसीबी की गर्मी अपव्यय क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए, विभिन्न थर्मल चालकता के साथ विभिन्न सामग्रियों से बनी समग्र सामग्री के बराबर थर्मल चालकता (नौ ईक्यू) की गणना करना आवश्यक है-पीसीबी के लिए इन्सुलेट सब्सट्रेट।

एक ही मुद्रित बोर्ड के घटकों को उनके कैलोरी मूल्य और गर्मी अपव्यय की डिग्री के अनुसार यथासंभव व्यवस्थित किया जाना चाहिए। कम कैलोरी मूल्य या खराब गर्मी प्रतिरोध (जैसे छोटे सिग्नल ट्रांजिस्टर, छोटे पैमाने पर एकीकृत सर्किट, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, आदि) वाले उपकरणों को शीतलन एयरफ्लो में रखा जाना चाहिए। ऊपरवाला प्रवाह (प्रवेश द्वार पर), बड़ी गर्मी या गर्मी प्रतिरोध वाले उपकरण (जैसे कि पावर ट्रांजिस्टर, बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट, आदि) को कूलिंग एयरफ्लो के सबसे नीचे की ओर रखा जाता है।

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क्षैतिज दिशा में, उच्च-शक्ति वाले उपकरणों को हीट ट्रांसफर पथ को छोटा करने के लिए संभव के रूप में मुद्रित बोर्ड के किनारे के करीब व्यवस्थित किया जाता है; ऊर्ध्वाधर दिशा में, उच्च-शक्ति वाले उपकरणों को अन्य उपकरणों के तापमान पर इन उपकरणों के प्रभाव को कम करने के लिए मुद्रित बोर्ड के शीर्ष पर यथासंभव करीब से व्यवस्थित किया जाता है। ।

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उपकरण में मुद्रित बोर्ड की गर्मी विघटन मुख्य रूप से वायु प्रवाह पर निर्भर करता है, इसलिए डिजाइन के दौरान वायु प्रवाह पथ का अध्ययन किया जाना चाहिए, और डिवाइस या मुद्रित सर्किट बोर्ड को यथोचित कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए।

पूरी मशीन में कई मुद्रित सर्किट बोर्डों के कॉन्फ़िगरेशन को भी उसी समस्या पर ध्यान देना चाहिए।

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तापमान-संवेदनशील उपकरण को सबसे कम तापमान क्षेत्र (जैसे कि डिवाइस के नीचे) में रखा जाता है। कभी भी इसे सीधे हीटिंग डिवाइस के ऊपर न रखें। क्षैतिज विमान पर कई उपकरणों को डगमगाना सबसे अच्छा है।

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गर्मी अपव्यय के लिए सर्वोत्तम स्थिति के पास उच्चतम बिजली की खपत और गर्मी उत्पादन के साथ उपकरणों को रखें। जब तक कि इसके पास एक हीट सिंक की व्यवस्था नहीं की जाती है, तब तक मुद्रित बोर्ड के कोनों और परिधीय किनारों पर उच्च-हीटिंग उपकरणों को न रखें। पावर रेसिस्टर को डिज़ाइन करते समय, जितना संभव हो उतना बड़ा डिवाइस चुनें, और मुद्रित बोर्ड के लेआउट को समायोजित करते समय गर्मी अपव्यय के लिए पर्याप्त जगह बनाएं।

10. पीसीबी पर हॉट स्पॉट की एकाग्रता, पीसीबी बोर्ड पर समान रूप से पावर को जितना संभव हो उतना बिजली वितरित करें, और पीसीबी सतह के तापमान के प्रदर्शन को समान और सुसंगत रखें। डिजाइन प्रक्रिया के दौरान सख्त समान वितरण को प्राप्त करना अक्सर मुश्किल होता है, लेकिन बहुत उच्च शक्ति घनत्व वाले क्षेत्रों को पूरे सर्किट के सामान्य संचालन को प्रभावित करने से बचने के लिए बचा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, कुछ पेशेवर पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर में जोड़ा गया थर्मल दक्षता सूचकांक विश्लेषण सॉफ्टवेयर मॉड्यूल डिजाइनरों को सर्किट डिजाइन को अनुकूलित करने में मदद कर सकता है।