ოპერაციის დროს ელექტრონული აღჭურვილობის შედეგად წარმოქმნილი სითბო იწვევს აღჭურვილობის შიდა ტემპერატურას სწრაფად. თუ სითბო დროულად არ დაიშალა, მოწყობილობები გაგრძელდება გათბობა, მოწყობილობა ვერ მოხდება გადახურების გამო, ხოლო ელექტრონული აღჭურვილობის საიმედოობა შემცირდება. აქედან გამომდინარე, ძალიან მნიშვნელოვანია სითბოს განაწილება მიკროსქემის დაფაზე.

დაბეჭდილი წრიული დაფის ტემპერატურის ზრდის ფაქტორული ანალიზი

დაბეჭდილი დაფის ტემპერატურის ზრდის პირდაპირი მიზეზი განპირობებულია მიკროსქემის მოხმარების მოწყობილობების არსებობით, ხოლო ელექტრონულ მოწყობილობებს აქვთ ენერგიის მოხმარება სხვადასხვა ხარისხით, ხოლო სითბოს ინტენსივობა იცვლება ენერგიის მოხმარებით.

ტემპერატურის ორი ფენომენი იზრდება დაბეჭდილ დაფებში:
(1) ადგილობრივი ტემპერატურის აწევა ან დიდი ფართობის ტემპერატურის აწევა;
(2) მოკლევადიანი ტემპერატურის აწევა ან ტემპერატურის გრძელვადიანი მატება.

PCB თერმული ენერგიის მოხმარების ანალიზისას, ზოგადად, შემდეგი ასპექტებიდან.

ელექტროენერგიის მოხმარება
(1) გაანალიზეთ ენერგიის მოხმარება ერთეულის ფართობზე;
(2) გაანალიზეთ ელექტროენერგიის მოხმარების განაწილება PCB მიკროსქემის დაფაზე.

2. დაბეჭდილი დაფის სტრუქტურა
(1) დაბეჭდილი დაფის ზომა;
(2) დაბეჭდილი დაფის მასალა.

3. დაბეჭდილი დაფის ინსტალაციის მეთოდი
(1) ინსტალაციის მეთოდი (მაგალითად, ვერტიკალური ინსტალაცია და ჰორიზონტალური ინსტალაცია);
(2) დალუქვის მდგომარეობა და გარსაცმისგან დაშორება.

4. თერმული გამოსხივება
(1) დაბეჭდილი დაფის ზედაპირის ემისიურობა;
(2) ტემპერატურის სხვაობა დაბეჭდულ დაფასა და მიმდებარე ზედაპირსა და მათ აბსოლუტურ ტემპერატურას შორის;

5. სითბოს გამტარობა
(1) დააინსტალირეთ რადიატორი;
(2) სხვა ინსტალაციის სტრუქტურული ნაწილების გამტარობა.

6. თერმული კონვექცია
(1) ბუნებრივი კონვექცია;
(2) იძულებითი გაგრილების კონვექცია.

PCB– დან ზემოაღნიშნული ფაქტორების ანალიზი ეფექტური საშუალებაა დაბეჭდილი დაფის ტემპერატურის აწევა. ეს ფაქტორები ხშირად უკავშირდება და დამოკიდებულია პროდუქტსა და სისტემაში. ფაქტორების უმეტესობა უნდა იქნას გაანალიზებული ფაქტობრივი ვითარების შესაბამისად, მხოლოდ კონკრეტული ფაქტობრივი სიტუაციისთვის. მხოლოდ ამ სიტუაციაში შეიძლება ტემპერატურის აწევა და ენერგიის მოხმარების პარამეტრები სწორად გამოითვალოს ან შეფასდეს.

მიკროსქემის გამაგრილებელი მეთოდი

1. მაღალი სითბოს მომტანი მოწყობილობა პლუს სითბოს ჩაძირვა და სითბოს გამტარობის ფირფიტა
როდესაც PCB- ში რამდენიმე მოწყობილობა წარმოქმნის დიდ რაოდენობას სითბოს (3-ზე ნაკლები), სითბოს ჩაძირვის ან სითბოს მილის დამატება შეიძლება სითბოს წარმოქმნის მოწყობილობაში. როდესაც ტემპერატურა ვერ შემცირდება, გულშემატკივართან სითბოს ჩაძირვა შეიძლება გამოყენებულ იქნას სითბოს დაშლის ეფექტის გასაუმჯობესებლად. როდესაც უფრო მეტი გათბობის მოწყობილობაა (3 -ზე მეტი), შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიდი სითბოს დაშლის საფარი (დაფა). ეს არის სპეციალური რადიატორი, რომელიც მორგებულია PCB დაფაზე გათბობის მოწყობილობის პოზიციისა და სიმაღლის მიხედვით, ან დიდ ბრტყელ რადიატორს ამოჭრის სხვადასხვა კომპონენტის სიმაღლე. სითბოს დაშლის საფარის დამაგრება კომპონენტის ზედაპირზე და დაუკავშირდით თითოეულ კომპონენტს სითბოს გასაშლელად. ამასთან, შეკრებისა და შედუღების დროს კომპონენტების ცუდი თანმიმდევრულობის გამო, სითბოს დაშლის ეფექტი არ არის კარგი. ჩვეულებრივ, რბილი თერმული ფაზის შეცვლა ხდება თერმული ბალიშის დამატებით კომპონენტის ზედაპირზე, სითბოს დაშლის ეფექტის გასაუმჯობესებლად.

2. სითბოს დაშლა თავად PCB დაფის მეშვეობით
ამჟამად, ფართოდ გამოყენებული PCB ფირფიტებია სპილენძის ჩაცმული/ეპოქსიდური მინის ქსოვილის სუბსტრატები ან ფენოლური ფისოვანი მინის ქსოვილის სუბსტრატები, და გამოიყენება მცირე რაოდენობით ქაღალდზე დაფუძნებული სპილენძზე ჩაცმული ფირფიტები. მიუხედავად იმისა, რომ ამ სუბსტრატებს აქვთ შესანიშნავი ელექტრული შესრულება და დამუშავების შესრულება, მათ აქვთ სითბოს ცუდი დაშლა. როგორც სითბოს დაშლის მარშრუტი მაღალი სითბოს წარმოქმნის კომპონენტებისთვის, PCB თავისთავად მოსალოდნელია, რომ PCB- ის ფისიდან სითბოს ჩატარება, მაგრამ კომპონენტის ზედაპირიდან სითბოს დაშლა მიმდებარე ჰაერამდე. ამასთან, იმის გამო, რომ ელექტრონული პროდუქტები შევიდნენ კომპონენტების მინიატურულიზაციის, მაღალი სიმკვრივის დამონტაჟებისა და მაღალი სითბოს შეკრების ეპოქაში, საკმარისი არ არის, რომ დაეყრდნოს კომპონენტების ზედაპირს ძალიან მცირე ზედაპირის ფართობით, სითბოს გასაშლელად. ამავე დროს, ზედაპირზე დამონტაჟებული კომპონენტების, როგორიცაა QFP და BGA, მძიმე გამოყენების გამო, კომპონენტების მიერ წარმოქმნილი სითბო დიდი რაოდენობით გადადის PCB დაფაზე. აქედან გამომდინარე, სითბოს დაშლის გადასაჭრელად საუკეთესო გზაა PCB– ის სითბოს დაშლის შესაძლებლობების გაუმჯობესება თავად გათბობის ელემენტთან უშუალო კონტაქტში. ქცევა ან ასხივები.

3. მიიღე გონივრული მარშრუტიზაციის დიზაინი სითბოს დაშლის მისაღწევად
იმის გამო, რომ ფისოვანი ფისოვანი თერმული კონდუქტომეტრული ფურცლებში ცუდია, ხოლო სპილენძის კილიტა ხაზები და ხვრელები სითბოს კარგი გამტარებლები არიან, სპილენძის კილიტა ნარჩენების სიჩქარის გაუმჯობესება და თერმული გამტარობის ხვრელების გაზრდა სითბოს დაშლის ძირითადი საშუალებაა.
PCB– ის სითბოს დაშლის მოცულობის შესაფასებლად, აუცილებელია გამოვთვალოთ კომპოზიციური მასალის ეკვივალენტური თერმული კონდუქტომეტრული (ცხრა EQ), რომელიც შედგება სხვადასხვა მასალებისგან, სხვადასხვა თერმული კონდუქტომეტრული კოეფიციენტებით - საიზოლაციო სუბსტრატი PCB– სთვის.

4. აღჭურვილობისთვის, რომელიც იყენებს უფასო კონვექციის ჰაერის გაგრილებას, უმჯობესია მოაწყოთ ინტეგრირებული სქემები (ან სხვა მოწყობილობები) ვერტიკალურად ან ჰორიზონტალურად.

5. იგივე დაბეჭდილი დაფის მოწყობილობები უნდა იყოს მოწყობილი მათი სითბოს წარმოქმნისა და სითბოს დაშლის შესაბამისად. მცირე სითბოს წარმოქმნით ან სითბოს ცუდი წინააღმდეგობის მქონე მოწყობილობები (მაგალითად, მცირე სიგნალის ტრანზისტორები, მცირე მასშტაბის ინტეგრირებული სქემები, ელექტროლიტური კონდენსატორები და ა.შ.) მოთავსებულია გამაგრილებელი ჰაერის ნაკადის ზედა ნაკადში (შესასვლელთან), დიდი სითბოს წარმოქმნის ან კარგი სითბოს წინააღმდეგობის მქონე (მაგალითად, ელექტროენერგიის ტრანზისტორები, დიდი მასშტაბის ინტეგრირებული ცირკებით და ა.შ.

6. ჰორიზონტალური მიმართულებით, მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობები უნდა განთავსდეს რაც შეიძლება ახლოს დაბეჭდილი დაფის პირას, რომ შეამცირონ სითბოს გადაცემის გზა; ვერტიკალური მიმართულებით, მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობები უნდა განთავსდეს რაც შეიძლება ახლოს დაბეჭდილი დაფის ზედა ნაწილზე, რათა შეამციროს ამ მოწყობილობების ტემპერატურა სხვა მოწყობილობებზე მუშაობის დროს.

7. ტემპერატურის მგრძნობიარე მოწყობილობა საუკეთესოდ არის განთავსებული ყველაზე დაბალი ტემპერატურის მქონე არეალში (მაგალითად, მოწყობილობის ბოლოში). არასოდეს მოათავსოთ იგი პირდაპირ სითბოს მომტანი მოწყობილობის ზემოთ. მრავალი მოწყობილობა სასურველია ჰორიზონტალურ თვითმფრინავზე გაჟღენთილი.

8. მოწყობილობაში დაბეჭდილი დაფის სითბოს დაშლა ძირითადად დამოკიდებულია ჰაერის ნაკადზე, ამიტომ ჰაერის ნაკადის ბილიკი უნდა იქნას შესწავლილი დიზაინში, ხოლო მოწყობილობა ან დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა გონივრულად უნდა იყოს კონფიგურირებული. როდესაც ჰაერი მიედინება, ის ყოველთვის მიედინება, სადაც წინააღმდეგობა მცირეა, ასე რომ, დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფაზე მოწყობილობების კონფიგურაციისას, აუცილებელია თავიდან აიცილოთ დიდი საჰაერო სივრცის დატოვება გარკვეულ მხარეში. მთელ აპარატში მრავალჯერადი დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფების კონფიგურაციამ ასევე ყურადღება უნდა მიაქციოს იმავე პრობლემას.

9. თავიდან აიცილოთ ცხელი წერტილების კონცენტრაცია PCB– ზე, მაქსიმალურად დაანაწილეთ ძალა PCB– ზე თანაბრად და შეინარჩუნეთ PCB ზედაპირის უნიფორმა და თანმიმდევრული ტემპერატურის შესრულება. ხშირად რთულია დიზაინის პროცესში მკაცრი ერთგვაროვანი განაწილების მიღწევა, მაგრამ აუცილებელია თავიდან აიცილოთ ძალიან მაღალი სიმკვრივის მქონე ტერიტორიები, რათა თავიდან იქნას აცილებული ცხელი წერტილები, რომლებიც გავლენას ახდენენ მთელი წრის ნორმალურ მოქმედებაზე. თუ პირობები იძლევა, აუცილებელია ბეჭდური სქემების თერმული ეფექტურობის ანალიზი. მაგალითად, თერმული ეფექტურობის ინდექსის ანალიზის პროგრამული უზრუნველყოფის მოდულები, რომლებიც დამატებულია PCB დიზაინის ზოგიერთ პროფესიონალურ პროგრამაში, ხელს შეუწყობს დიზაინერებს წრიული დიზაინის ოპტიმიზაციაში.