ऑपरेशन दरम्यान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांद्वारे निर्माण होणारी उष्णता उपकरणांचे अंतर्गत तापमान वेगाने वाढण्यास कारणीभूत ठरते. जर उष्णता वेळेत विरघळली नाही तर, उपकरणे सतत गरम होत राहतील, जास्त गरम झाल्यामुळे डिव्हाइस अयशस्वी होईल आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची विश्वासार्हता कमी होईल. म्हणून, सर्किट बोर्डवर उष्णता पसरवणे फार महत्वाचे आहे.

मुद्रित सर्किट बोर्डच्या तापमान वाढीचे घटक विश्लेषण

मुद्रित बोर्डच्या तापमानात वाढ होण्याचे थेट कारण सर्किट उर्जा वापर उपकरणांच्या उपस्थितीमुळे आहे आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचा वीज वापर वेगवेगळ्या प्रमाणात असतो आणि विजेच्या वापरासह उष्णतेची तीव्रता बदलते.

मुद्रित बोर्डमध्ये तापमान वाढीच्या दोन घटना:
(1) स्थानिक तापमान वाढ किंवा मोठ्या क्षेत्राच्या तापमानात वाढ;
(२) अल्पकालीन तापमान वाढ किंवा दीर्घकालीन तापमान वाढ.

पीसीबी थर्मल पॉवर वापराचे विश्लेषण करताना, साधारणपणे खालील पैलूंवरून.

विद्युत उर्जेचा वापर
(1) प्रति युनिट क्षेत्रावरील वीज वापराचे विश्लेषण करा;
(2) PCB सर्किट बोर्डवरील वीज वापराच्या वितरणाचे विश्लेषण करा.

2. मुद्रित बोर्डची रचना
(1) मुद्रित बोर्डचा आकार;
(२) छापील फलकाचे साहित्य.

3. मुद्रित बोर्डची स्थापना पद्धत
(1) स्थापना पद्धत (जसे की अनुलंब स्थापना आणि क्षैतिज स्थापना);
(2) सीलिंगची स्थिती आणि केसिंगपासून अंतर.

4. थर्मल विकिरण
(1) मुद्रित बोर्ड पृष्ठभागाची उत्सर्जनशीलता;
(2) मुद्रित बोर्ड आणि समीप पृष्ठभाग आणि त्यांचे संपूर्ण तापमान यांच्यातील तापमानाचा फरक;

5. उष्णता वाहक
(1) रेडिएटर स्थापित करा;
(2) इतर इन्स्टॉलेशन स्ट्रक्चरल भागांचे संचालन.

6. थर्मल संवहन
(1) नैसर्गिक संवहन;
(2) जबरदस्तीने शीतकरण संवहन.

पीसीबीकडून वरील घटकांचे विश्लेषण मुद्रित बोर्डच्या तापमान वाढीचे निराकरण करण्याचा एक प्रभावी मार्ग आहे. हे घटक सहसा उत्पादन आणि प्रणालीमध्ये संबंधित आणि अवलंबून असतात. बहुतेक घटकांचे विश्लेषण वास्तविक परिस्थितीनुसार केले पाहिजे, केवळ विशिष्ट वास्तविक परिस्थितीसाठी. केवळ या परिस्थितीत तापमान वाढ आणि वीज वापराचे मापदंड अचूकपणे मोजले जाऊ शकतात किंवा अंदाज लावता येतात.

सर्किट बोर्ड कूलिंग पद्धत

1. उच्च उष्णता निर्माण करणारे उपकरण अधिक उष्णता सिंक आणि उष्णता वाहक प्लेट
जेव्हा PCB मधील काही उपकरणे मोठ्या प्रमाणात उष्णता निर्माण करतात (3 पेक्षा कमी), तेव्हा उष्णता निर्माण करणाऱ्या उपकरणामध्ये हीट सिंक किंवा हीट पाईप जोडले जाऊ शकतात. जेव्हा तापमान कमी करता येत नाही, तेव्हा उष्णतेचा अपव्यय प्रभाव वाढविण्यासाठी पंखेसह उष्णता सिंक वापरला जाऊ शकतो. जेव्हा जास्त गरम उपकरणे असतात (3 पेक्षा जास्त), तेव्हा मोठे उष्णता पसरवणारे आवरण (बोर्ड) वापरले जाऊ शकते. हे पीसीबी बोर्डवर किंवा मोठ्या फ्लॅट रेडिएटरमध्ये गरम उपकरणाच्या स्थितीनुसार आणि उंचीनुसार सानुकूलित केलेले एक विशेष रेडिएटर आहे भिन्न घटकांची उंची कापून टाका. घटकाच्या पृष्ठभागावर उष्णता पसरवण्याचे आवरण बांधा आणि उष्णता नष्ट करण्यासाठी प्रत्येक घटकाशी संपर्क साधा. तथापि, असेंब्ली आणि वेल्डिंग दरम्यान घटकांच्या खराब सुसंगततेमुळे, उष्णता नष्ट होण्याचा प्रभाव चांगला नाही. सामान्यत: उष्णता नष्ट होण्याचा प्रभाव सुधारण्यासाठी घटक पृष्ठभागावर मऊ थर्मल फेज चेंज थर्मल पॅड जोडला जातो.

2. पीसीबी बोर्डद्वारेच उष्णता नष्ट करणे
सध्या, मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणाऱ्या PCB प्लेट्स तांबे-क्लड/इपॉक्सी ग्लास क्लॉथ सब्सट्रेट्स किंवा फिनोलिक राळ ग्लास क्लॉथ सब्सट्रेट्स आहेत आणि थोड्या प्रमाणात कागदावर आधारित कॉपर-क्लड प्लेट्स वापरल्या जातात. जरी या सब्सट्रेट्समध्ये उत्कृष्ट विद्युत कार्यप्रदर्शन आणि प्रक्रिया कार्यप्रदर्शन असले तरी, त्यांच्यात उष्णता कमी होते. उच्च उष्णता निर्माण करणाऱ्या घटकांसाठी उष्णतेचा अपव्यय करण्याचा मार्ग म्हणून, PCB कडूनच PCB च्या राळमधून उष्णता वाहून नेण्याची अपेक्षा केली जाऊ शकत नाही, परंतु घटकाच्या पृष्ठभागापासून आसपासच्या हवेत उष्णता पसरवण्याची अपेक्षा केली जाऊ शकते. तथापि, इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांनी घटकांचे सूक्ष्मीकरण, उच्च-घनता स्थापना आणि उच्च-उष्णता असेंब्लीच्या युगात प्रवेश केल्यामुळे, उष्णता नष्ट करण्यासाठी पृष्ठभागाच्या अगदी लहान भागासह घटकांच्या पृष्ठभागावर अवलंबून राहणे पुरेसे नाही. त्याच वेळी, QFP आणि BGA सारख्या पृष्ठभागावर आरोहित घटकांच्या जोरदार वापरामुळे, घटकांद्वारे निर्माण होणारी उष्णता पीसीबी बोर्डमध्ये मोठ्या प्रमाणात हस्तांतरित केली जाते. म्हणून, उष्णतेचा अपव्यय सोडवण्याचा सर्वोत्तम मार्ग म्हणजे हीटिंग एलिमेंटच्या थेट संपर्कात पीसीबीची उष्णता नष्ट करण्याची क्षमता सुधारणे. आचरण किंवा उत्सर्जन.

3. उष्णतेचा अपव्यय साध्य करण्यासाठी वाजवी राउटिंग डिझाइनचा अवलंब करा
कारण शीटमधील रेझिनची थर्मल चालकता खराब आहे, आणि कॉपर फॉइल रेषा आणि छिद्र हे उष्णतेचे चांगले वाहक आहेत, तांब्याच्या फॉइलच्या अवशिष्ट दरात सुधारणा करणे आणि थर्मल वहन छिद्र वाढवणे ही उष्णता नष्ट करण्याचे मुख्य माध्यम आहेत.
PCB च्या उष्णतेच्या अपव्यय क्षमतेचे मूल्यमापन करण्यासाठी, वेगवेगळ्या औष्णिक चालकता गुणांकांसह विविध पदार्थांनी बनलेल्या संमिश्र सामग्रीच्या समतुल्य थर्मल चालकता (नऊ eq) ची गणना करणे आवश्यक आहे—PCB साठी इन्सुलेट सब्सट्रेट.

4. फ्री कन्व्हेक्शन एअर कूलिंग वापरणाऱ्या उपकरणांसाठी, एकात्मिक सर्किट्स (किंवा इतर उपकरणे) अनुलंब किंवा क्षैतिजरित्या व्यवस्थित करणे चांगले आहे.

5. समान मुद्रित बोर्डवरील उपकरणे त्यांच्या उष्णतेच्या निर्मितीनुसार आणि शक्य तितक्या उष्णतेच्या विघटनानुसार व्यवस्था केली पाहिजेत. लहान उष्मा निर्मिती किंवा खराब उष्णता प्रतिरोधक उपकरणे (जसे की लहान सिग्नल ट्रान्झिस्टर, स्मॉल-स्केल इंटिग्रेटेड सर्किट्स, इलेक्ट्रोलाइटिक कॅपेसिटर इ.) शीतलक वायुप्रवाहाच्या सर्वात वरच्या प्रवाहात (प्रवेशद्वारावर), मोठ्या प्रमाणात उष्णता निर्माण करणारी उपकरणे किंवा चांगली उष्णता प्रतिरोधक क्षमता (जसे की पॉवर ट्रान्झिस्टर, मोठ्या प्रमाणात इंटिग्रेटेड सर्किट्स इ.) शीतलक वायुप्रवाहाच्या सर्वात खाली स्थित आहेत.

6. क्षैतिज दिशेने, उष्णता हस्तांतरण मार्ग लहान करण्यासाठी उच्च-शक्ती उपकरणे मुद्रित बोर्डच्या काठाच्या शक्य तितक्या जवळ ठेवावीत; उभ्या दिशेने, उच्च-शक्तीची उपकरणे मुद्रित बोर्डच्या वरच्या बाजूला शक्य तितक्या जवळ ठेवावीत जेणेकरून इतर उपकरणांवर काम करताना या उपकरणांचे तापमान कमी होईल.

7. तापमान-संवेदनशील डिव्हाइस सर्वात कमी तापमान असलेल्या भागात (जसे की डिव्हाइसच्या तळाशी) सर्वोत्तम ठेवले जाते. उष्णता निर्माण करणाऱ्या यंत्राच्या वर ते कधीही ठेवू नका. एकाधिक उपकरणे शक्यतो क्षैतिज समतल वर स्तब्ध आहेत.

8. उपकरणांमधील मुद्रित बोर्डचे उष्णता नष्ट होणे मुख्यत्वे हवेच्या प्रवाहावर अवलंबून असते, त्यामुळे हवेच्या प्रवाहाचा मार्ग डिझाइनमध्ये अभ्यासला पाहिजे आणि डिव्हाइस किंवा मुद्रित सर्किट बोर्ड वाजवीपणे कॉन्फिगर केले पाहिजे. जेव्हा हवा वाहते तेव्हा ती नेहमी वाहते जेथे प्रतिकार कमी असतो, म्हणून मुद्रित सर्किट बोर्डवर उपकरणे कॉन्फिगर करताना, विशिष्ट क्षेत्रात मोठ्या हवेची जागा सोडणे टाळणे आवश्यक आहे. संपूर्ण मशीनमध्ये एकाधिक मुद्रित सर्किट बोर्डच्या कॉन्फिगरेशनने देखील त्याच समस्येकडे लक्ष दिले पाहिजे.

9. PCB वर हॉट स्पॉट्सची एकाग्रता टाळा, PCB वर शक्य तितक्या समान रीतीने वीज वितरित करा आणि PCB पृष्ठभागाच्या तापमानाची कार्यक्षमता एकसमान आणि सातत्य ठेवा. डिझाइन प्रक्रियेत कठोर एकसमान वितरण प्राप्त करणे अनेकदा कठीण असते, परंतु संपूर्ण सर्किटच्या सामान्य ऑपरेशनवर परिणाम करणारे हॉट स्पॉट टाळण्यासाठी खूप जास्त पॉवर घनता असलेले क्षेत्र टाळणे आवश्यक आहे. परिस्थिती परवानगी असल्यास, मुद्रित सर्किटचे थर्मल कार्यक्षमता विश्लेषण आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, काही व्यावसायिक पीसीबी डिझाइन सॉफ्टवेअरमध्ये जोडलेले थर्मल एफिशिअन्सी इंडेक्स विश्लेषण सॉफ्टवेअर मॉड्यूल डिझाइनर्सना सर्किट डिझाइन ऑप्टिमाइझ करण्यात मदत करू शकतात.