ექსპლუატაციის დროს ელექტრონული აღჭურვილობის მიერ წარმოქმნილი სითბო იწვევს აღჭურვილობის შიდა ტემპერატურის სწრაფ მატებას. თუ სითბო დროულად არ გაიფანტება, აპარატურა გააგრძელებს გათბობას, აპარატი გაფუჭდება გადახურების გამო, ხოლო ელექტრონული აღჭურვილობის საიმედოობა შემცირდება. აქედან გამომდინარე, ძალიან მნიშვნელოვანია სითბოს გაფრქვევა მიკროსქემის დაფაზე.

ბეჭდური მიკროსქემის დაფის ტემპერატურის აწევის ფაქტორული ანალიზი

დაბეჭდილი დაფის ტემპერატურის აწევის პირდაპირი მიზეზი გამოწვეულია მიკროსქემის ენერგიის მოხმარების მოწყობილობების არსებობით, ხოლო ელექტრონულ მოწყობილობებს აქვთ ენერგიის მოხმარება სხვადასხვა ხარისხით, ხოლო სითბოს ინტენსივობა იცვლება ენერგიის მოხმარებასთან ერთად.

ტემპერატურის ზრდის ორი ფენომენი დაბეჭდილ დაფებზე:
(1) ადგილობრივი ტემპერატურის მატება ან დიდი ფართობის ტემპერატურის მატება;
(2) ტემპერატურის მოკლევადიანი მატება ან ტემპერატურის გრძელვადიანი მატება.

PCB თერმული ენერგიის მოხმარების გაანალიზებისას, ზოგადად, შემდეგი ასპექტებიდან.

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

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

3. ნაბეჭდი დაფის დაყენების მეთოდი
(1) ინსტალაციის მეთოდი (როგორიცაა ვერტიკალური მონტაჟი და ჰორიზონტალური მონტაჟი);
(2) დალუქვის მდგომარეობა და დაშორება გარსაცმიდან.

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

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

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

ზემოაღნიშნული ფაქტორების ანალიზი PCB-დან არის ეფექტური გზა დაბეჭდილი დაფის ტემპერატურის ზრდის გადასაჭრელად. ეს ფაქტორები ხშირად დაკავშირებულია და დამოკიდებულია პროდუქტსა და სისტემაში. ფაქტორების უმეტესობა უნდა გაანალიზდეს ფაქტობრივი სიტუაციის მიხედვით, მხოლოდ კონკრეტული ფაქტობრივი სიტუაციისთვის. მხოლოდ ამ სიტუაციაში შეიძლება ტემპერატურის აწევისა და ენერგიის მოხმარების პარამეტრების სწორად გამოთვლა ან შეფასება.

მიკროსქემის დაფის გაგრილების მეთოდი

1. მაღალი სითბოს წარმომქმნელი მოწყობილობა პლუს თბოგამტარი და თბოგამტარი ფირფიტა
როდესაც PCB-ში რამდენიმე მოწყობილობა გამოიმუშავებს დიდი რაოდენობით სითბოს (3-ზე ნაკლები), სითბოს გამომმუშავებელ მოწყობილობას შეიძლება დაემატოს გამათბობელი ან სითბოს მილი. როდესაც ტემპერატურის დაწევა შეუძლებელია, სითბოს გაფრქვევის ეფექტის გასაძლიერებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამათბობელი ვენტილატორით. როდესაც მეტი გათბობის მოწყობილობაა (3-ზე მეტი), შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიდი სითბოს გაფრქვევის საფარი (დაფა). ეს არის სპეციალური რადიატორი, რომელიც მორგებულია გათბობის მოწყობილობის პოზიციისა და სიმაღლის მიხედვით PCB დაფაზე ან დიდ ბრტყელ რადიატორში, ამოიღეთ სხვადასხვა კომპონენტების სიმაღლე. მიამაგრეთ სითბოს გაფრქვევის საფარი კომპონენტის ზედაპირზე და დაუკავშირდით თითოეულ კომპონენტს სითბოს გასაფანტად. თუმცა, შეკრებისა და შედუღების დროს კომპონენტების ცუდი თანმიმდევრულობის გამო, სითბოს გაფრქვევის ეფექტი არ არის კარგი. ჩვეულებრივ, რბილი თერმული ფაზის შეცვლის თერმული ბალიშს ემატება კომპონენტის ზედაპირზე სითბოს გაფრქვევის ეფექტის გასაუმჯობესებლად.

2. სითბოს გაფრქვევა თავად PCB დაფის მეშვეობით
ამჟამად, ფართოდ გამოყენებული PCB ფირფიტები არის სპილენძის მოპირკეთებული/ეპოქსიდური მინის ქსოვილის სუბსტრატები ან ფენოლური ფისოვანი შუშის ქსოვილის სუბსტრატები და გამოიყენება მცირე რაოდენობით ქაღალდზე დაფუძნებული სპილენძის დაფარული ფირფიტები. მიუხედავად იმისა, რომ ამ სუბსტრატებს აქვთ შესანიშნავი ელექტრული შესრულება და დამუშავების შესრულება, მათ აქვთ ცუდი სითბოს გაფრქვევა. როგორც სითბოს გაფრქვევის გზა მაღალი სითბოს წარმომქმნელი კომპონენტებისთვის, ძნელად მოსალოდნელია, რომ PCB თავად გაატარებს სითბოს PCB-ს ფისიდან, მაგრამ გააფრქვევს სითბოს კომპონენტის ზედაპირიდან მიმდებარე ჰაერში. თუმცა, რადგან ელექტრონული პროდუქტები შევიდა კომპონენტების მინიატურიზაციის, მაღალი სიმკვრივის ინსტალაციისა და მაღალი სითბოს შეკრების ეპოქაში, სითბოს გასაფანტად საკმარისი არ არის ძალიან მცირე ზედაპირის მქონე კომპონენტების ზედაპირზე დაყრდნობა. ამავდროულად, ზედაპირზე დამონტაჟებული კომპონენტების მძიმე გამოყენების გამო, როგორიცაა QFP და BGA, კომპონენტების მიერ წარმოქმნილი სითბო დიდი რაოდენობით გადადის PCB დაფაზე. ამიტომ, სითბოს გაფრქვევის გადასაჭრელად საუკეთესო გზაა თავად PCB-ის სითბოს გაფრქვევის უნარის გაუმჯობესება გამათბობელ ელემენტთან უშუალო კონტაქტში. ჩაატარეთ ან გამოაქვეყნეთ.

3. მიიღეთ გონივრული მარშრუტის დიზაინი სითბოს გაფრქვევის მისაღწევად
იმის გამო, რომ ფურცელში ფისის თბოგამტარობა ცუდია, ხოლო სპილენძის ფოლგის ხაზები და ხვრელები სითბოს კარგი გამტარებია, სპილენძის ფოლგის ნარჩენი სიჩქარის გაუმჯობესება და თერმული გამტარობის ხვრელების გაზრდა სითბოს გაფრქვევის მთავარი საშუალებაა.
PCB-ის სითბოს გაფრქვევის სიმძლავრის შესაფასებლად აუცილებელია გამოვთვალოთ კომპოზიტური მასალის ექვივალენტური თბოგამტარობა (ცხრა ეკვ) სხვადასხვა მასალისგან, სხვადასხვა თბოგამტარობის კოეფიციენტებით - PCB-ის საიზოლაციო სუბსტრატი.

4. მოწყობილობებისთვის, რომელიც იყენებს თავისუფალ კონვექციურ ჰაერის გაგრილებას, უმჯობესია ინტეგრირებული სქემების (ან სხვა მოწყობილობების) მოწყობა ვერტიკალურად ან ჰორიზონტალურად.

5. მოწყობილობები იმავე დაბეჭდილ დაფაზე უნდა განლაგდეს მათი სითბოს წარმოქმნისა და შეძლებისდაგვარად სითბოს გაფრქვევის მიხედვით. მოწყობილობები მცირე სითბოს წარმოქმნით ან დაბალი სითბოს წინააღმდეგობის მქონე მოწყობილობები (როგორიცაა მცირე სიგნალის ტრანზისტორები, მცირე მასშტაბის ინტეგრირებული სქემები, ელექტროლიტური კონდენსატორები და ა. კარგი სითბოს წინააღმდეგობა (როგორიცაა დენის ტრანზისტორები, ფართომასშტაბიანი ინტეგრირებული სქემები და ა.შ.) მოთავსებულია გაგრილების ჰაერის ნაკადის ყველაზე ქვემოთ.

6. ჰორიზონტალური მიმართულებით მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობები უნდა განთავსდეს ნაბეჭდი დაფის კიდესთან რაც შეიძლება ახლოს, რათა შემცირდეს სითბოს გადაცემის გზა; ვერტიკალური მიმართულებით, მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობები უნდა განთავსდეს რაც შეიძლება ახლოს დაბეჭდილი დაფის ზედა ნაწილთან, რათა შემცირდეს ამ მოწყობილობების ტემპერატურა სხვა მოწყობილობებზე მუშაობისას Impact.

7. ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე მოწყობილობა საუკეთესოდ არის განთავსებული ყველაზე დაბალი ტემპერატურის მქონე ზონაში (როგორიცაა მოწყობილობის ქვედა ნაწილი). არასოდეს მოათავსოთ იგი პირდაპირ სითბოს გამომმუშავებელი მოწყობილობის ზემოთ. მრავალჯერადი მოწყობილობა სასურველია იყოს დადგმული ჰორიზონტალურ სიბრტყეზე.

8. მოწყობილობაში დაბეჭდილი დაფის სითბოს გაფრქვევა ძირითადად ჰაერის ნაკადზეა დამოკიდებული, ამიტომ ჰაერის ნაკადის გზა უნდა იყოს შესწავლილი დიზაინში, ხოლო მოწყობილობა ან ბეჭდური მიკროსქემის დაფა გონივრულად უნდა იყოს კონფიგურირებული. როდესაც ჰაერი მიედინება, ის ყოველთვის მიედინება იქ, სადაც წინააღმდეგობა მცირეა, ამიტომ ბეჭდური მიკროსქემის დაფაზე მოწყობილობების კონფიგურაციისას აუცილებელია თავიდან იქნას აცილებული დიდი საჰაერო სივრცის დატოვება გარკვეულ ზონაში. მთელ მანქანაში მრავალი დაბეჭდილი მიკროსქემის კონფიგურაციამ ასევე ყურადღება უნდა მიაქციოს იმავე პრობლემას.

9. მოერიდეთ ცხელ წერტილების კონცენტრაციას PCB-ზე, თანაბრად გაანაწილეთ სიმძლავრე PCB-ზე და შეინახეთ PCB ზედაპირის ტემპერატურული მოქმედება ერთგვაროვანი და თანმიმდევრული. ხშირად რთულია საპროექტო პროცესში მკაცრი ერთგვაროვანი განაწილების მიღწევა, მაგრამ აუცილებელია თავიდან იქნას აცილებული ტერიტორიები ძალიან მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივით, რათა თავიდან იქნას აცილებული ცხელი წერტილები, რომლებიც გავლენას ახდენენ მთელი მიკროსქემის ნორმალურ მუშაობაზე. თუ პირობები იძლევა, აუცილებელია ბეჭდური სქემების თერმოეფექტურობის ანალიზი. მაგალითად, თერმული ეფექტურობის ინდექსის ანალიზის პროგრამული მოდულები, რომლებიც დამატებულია ზოგიერთ პროფესიონალურ PCB დიზაინის პროგრამაში, შეუძლია დაეხმაროს დიზაინერებს მიკროსქემის დიზაინის ოპტიმიზაციაში.