পিসিবি ওয়ার্ল্ড থেকে
ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির ক্ষেত্রে, অপারেশনের সময় একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ উৎপন্ন হয়, যার ফলে যন্ত্রপাতির অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা দ্রুত বৃদ্ধি পায়। যদি সময়মতো তাপ অপচয় না করা হয়, তাহলে যন্ত্রপাতি গরম হতে থাকবে এবং অতিরিক্ত গরমের কারণে যন্ত্রটি ব্যর্থ হবে। ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির নির্ভরযোগ্যতা হ্রাস পাবে।
অতএব, সার্কিট বোর্ডে একটি ভালো তাপ অপচয় চিকিৎসা পরিচালনা করা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। পিসিবি সার্কিট বোর্ডের তাপ অপচয় একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ লিঙ্ক, তাই পিসিবি সার্কিট বোর্ডের তাপ অপচয় কৌশল কী, আসুন নীচে একসাথে আলোচনা করা যাক।
01
পিসিবি বোর্ডের মাধ্যমেই তাপ অপচয় বর্তমানে বহুল ব্যবহৃত পিসিবি বোর্ডগুলি হল তামা-আচ্ছাদিত/ইপক্সি গ্লাস কাপড়ের সাবস্ট্রেট বা ফেনোলিক রজন গ্লাস কাপড়ের সাবস্ট্রেট, এবং অল্প পরিমাণে কাগজ-ভিত্তিক তামা-আচ্ছাদিত বোর্ড ব্যবহার করা হয়।
যদিও এই সাবস্ট্রেটগুলির চমৎকার বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য এবং প্রক্রিয়াকরণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তবে তাদের তাপ অপচয় কম। উচ্চ-তাপকারী উপাদানগুলির জন্য তাপ অপচয় পদ্ধতি হিসাবে, পিসিবি-র রজন দ্বারা তাপ পরিচালিত হওয়ার আশা করা প্রায় অসম্ভব, তবে উপাদানটির পৃষ্ঠ থেকে আশেপাশের বাতাসে তাপ অপচয় করা।
যাইহোক, যেহেতু ইলেকট্রনিক পণ্যগুলি উপাদানগুলির ক্ষুদ্রাকৃতিকরণ, উচ্চ-ঘনত্বের মাউন্টিং এবং উচ্চ-তাপীকরণ সমাবেশের যুগে প্রবেশ করেছে, তাই তাপ অপচয় করার জন্য খুব কম পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সহ একটি উপাদানের পৃষ্ঠের উপর নির্ভর করা যথেষ্ট নয়।
একই সময়ে, QFP এবং BGA-এর মতো সারফেস মাউন্ট উপাদানগুলির ব্যাপক ব্যবহারের কারণে, উপাদানগুলি দ্বারা উৎপন্ন তাপ প্রচুর পরিমাণে PCB বোর্ডে স্থানান্তরিত হয়। অতএব, তাপ অপচয় সমাধানের সর্বোত্তম উপায় হল PCB-এর তাপ অপচয় ক্ষমতা উন্নত করা যা তাপ উপাদানের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে। সঞ্চালিত বা বিকিরণ করা হয়।
পিসিবি লেআউট
তাপ সংবেদনশীল ডিভাইসগুলি ঠান্ডা বাতাসের এলাকায় স্থাপন করা হয়।
তাপমাত্রা সনাক্তকরণ যন্ত্রটি সবচেয়ে উষ্ণ অবস্থানে স্থাপন করা হয়।
একই মুদ্রিত বোর্ডে থাকা ডিভাইসগুলিকে তাদের ক্যালোরিফিক মান এবং তাপ অপচয়ের মাত্রা অনুসারে যতদূর সম্ভব সাজানো উচিত। কম ক্যালোরিফিক মান বা কম তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন ডিভাইসগুলি (যেমন ছোট সিগন্যাল ট্রানজিস্টর, ছোট-স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট, ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ইত্যাদি) শীতল বায়ুপ্রবাহে স্থাপন করা উচিত। সর্বোচ্চ প্রবাহ (প্রবেশদ্বারে), উচ্চ তাপ বা তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন ডিভাইসগুলি (যেমন পাওয়ার ট্রানজিস্টর, বড়-স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট ইত্যাদি) শীতল বায়ুপ্রবাহের সবচেয়ে নিম্ন প্রবাহে স্থাপন করা হয়।
অনুভূমিক দিকে, উচ্চ-শক্তি সম্পন্ন ডিভাইসগুলিকে মুদ্রিত বোর্ডের প্রান্তের যতটা সম্ভব কাছাকাছি স্থাপন করা হয় যাতে তাপ স্থানান্তর পথ সংক্ষিপ্ত হয়; উল্লম্ব দিকে, উচ্চ-শক্তি সম্পন্ন ডিভাইসগুলিকে মুদ্রিত বোর্ডের উপরের অংশের যতটা সম্ভব কাছাকাছি স্থাপন করা হয় যাতে অন্যান্য ডিভাইসগুলি কাজ করার সময় তাপমাত্রার উপর এই ডিভাইসগুলির প্রভাব কমাতে পারে।
সরঞ্জামগুলিতে মুদ্রিত বোর্ডের তাপ অপচয় মূলত বায়ু প্রবাহের উপর নির্ভর করে, তাই নকশার সময় বায়ু প্রবাহের পথটি অধ্যয়ন করা উচিত এবং ডিভাইস বা মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডটি যুক্তিসঙ্গতভাবে কনফিগার করা উচিত।
নকশা প্রক্রিয়া চলাকালীন কঠোর অভিন্ন বন্টন অর্জন করা প্রায়শই কঠিন, তবে খুব বেশি শক্তি ঘনত্বের অঞ্চলগুলি এড়িয়ে চলতে হবে যাতে পুরো সার্কিটের স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপকে প্রভাবিত না করে হট স্পটগুলি প্রতিরোধ করা যায়।
যদি সম্ভব হয়, তাহলে মুদ্রিত সার্কিটের তাপ দক্ষতা বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, কিছু পেশাদার PCB ডিজাইন সফ্টওয়্যারে যুক্ত তাপ দক্ষতা সূচক বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার মডিউল ডিজাইনারদের সার্কিট ডিজাইন অপ্টিমাইজ করতে সাহায্য করতে পারে।
02
উচ্চ তাপ-উৎপাদনকারী উপাদান এবং রেডিয়েটার এবং তাপ-পরিবাহী প্লেট। যখন পিসিবিতে অল্প সংখ্যক উপাদান প্রচুর পরিমাণে তাপ উৎপন্ন করে (৩টির কম), তখন তাপ-উৎপাদনকারী উপাদানগুলিতে একটি তাপ সিঙ্ক বা তাপ পাইপ যোগ করা যেতে পারে। যখন তাপমাত্রা কমানো যায় না, তখন তাপ অপচয় প্রভাব বাড়ানোর জন্য একটি ফ্যান সহ একটি রেডিয়েটার ব্যবহার করা যেতে পারে।
যখন গরম করার যন্ত্রের সংখ্যা বেশি (৩টির বেশি), তখন একটি বড় তাপ অপচয় কভার (বোর্ড) ব্যবহার করা যেতে পারে, যা PCB বা একটি বড় সমতল তাপ সিঙ্কে গরম করার যন্ত্রের অবস্থান এবং উচ্চতা অনুসারে কাস্টমাইজ করা একটি বিশেষ তাপ সিঙ্ক যা বিভিন্ন উপাদানের উচ্চতার অবস্থান কেটে দেয়। তাপ অপচয় কভারটি উপাদানের পৃষ্ঠের সাথে অবিচ্ছেদ্যভাবে বাকল করা থাকে এবং এটি তাপ অপচয় করার জন্য প্রতিটি উপাদানের সাথে যোগাযোগ করে।
তবে, উপাদানগুলির সমাবেশ এবং ঢালাইয়ের সময় উচ্চতার সামঞ্জস্য দুর্বল হওয়ার কারণে তাপ অপচয় প্রভাব ভাল নয়। সাধারণত, তাপ অপচয় প্রভাব উন্নত করার জন্য উপাদানের পৃষ্ঠে একটি নরম তাপীয় পর্যায় পরিবর্তন তাপীয় প্যাড যুক্ত করা হয়।
03
যেসব যন্ত্রপাতি মুক্ত পরিচলন বায়ু শীতলকরণ গ্রহণ করে, তাদের জন্য ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (বা অন্যান্য ডিভাইস) উল্লম্বভাবে বা অনুভূমিকভাবে সাজানো ভালো।
04
তাপ অপচয় উপলব্ধি করার জন্য একটি যুক্তিসঙ্গত তারের নকশা গ্রহণ করুন। যেহেতু প্লেটের রজনে তাপ পরিবাহিতা কম, এবং তামার ফয়েল লাইন এবং গর্তগুলি ভাল তাপ পরিবাহক, তাই তামার ফয়েলের অবশিষ্ট হার বৃদ্ধি এবং তাপ পরিবাহিতা গর্ত বৃদ্ধি তাপ অপচয়ের প্রধান উপায়। PCB-এর তাপ অপচয় ক্ষমতা মূল্যায়ন করার জন্য, বিভিন্ন তাপ পরিবাহিতা সহ বিভিন্ন উপকরণ দিয়ে তৈরি যৌগিক উপাদানের সমতুল্য তাপ পরিবাহিতা (নয় সমীকরণ) গণনা করা প্রয়োজন - PCB-এর জন্য অন্তরক স্তর।
05
একই মুদ্রিত বোর্ডে থাকা ডিভাইসগুলিকে তাদের ক্যালোরিফিক মান এবং তাপ অপচয়ের মাত্রা অনুসারে যতদূর সম্ভব সাজানো উচিত। কম ক্যালোরিফিক মান বা কম তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন ডিভাইসগুলি (যেমন ছোট-সংকেত ট্রানজিস্টর, ছোট-স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট, ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ইত্যাদি) শীতল বায়ুপ্রবাহে স্থাপন করা উচিত। সর্বোচ্চ প্রবাহ (প্রবেশদ্বারে), উচ্চ তাপ বা তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন ডিভাইসগুলি (যেমন পাওয়ার ট্রানজিস্টর, বড়-স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট ইত্যাদি) শীতল বায়ুপ্রবাহের সবচেয়ে নিম্ন প্রবাহে স্থাপন করা হয়।
06
অনুভূমিক দিকে, উচ্চ-শক্তি ডিভাইসগুলিকে তাপ স্থানান্তর পথকে সংক্ষিপ্ত করার জন্য মুদ্রিত বোর্ডের প্রান্তের যতটা সম্ভব কাছাকাছি সাজানো হয়; উল্লম্ব দিকে, উচ্চ-শক্তি ডিভাইসগুলিকে মুদ্রিত বোর্ডের উপরের অংশের যতটা সম্ভব কাছাকাছি সাজানো হয় যাতে অন্যান্য ডিভাইসের তাপমাত্রার উপর এই ডিভাইসগুলির প্রভাব কম হয়। ।
07
সরঞ্জামগুলিতে মুদ্রিত বোর্ডের তাপ অপচয় মূলত বায়ু প্রবাহের উপর নির্ভর করে, তাই নকশার সময় বায়ু প্রবাহের পথটি অধ্যয়ন করা উচিত এবং ডিভাইস বা মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডটি যুক্তিসঙ্গতভাবে কনফিগার করা উচিত।
যখন বায়ু প্রবাহিত হয়, তখন এটি সর্বদা কম প্রতিরোধের জায়গায় প্রবাহিত হতে থাকে, তাই মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডে ডিভাইসগুলি কনফিগার করার সময়, একটি নির্দিষ্ট এলাকায় একটি বড় আকাশসীমা ছেড়ে যাওয়া এড়িয়ে চলুন।
পুরো মেশিনে একাধিক মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের কনফিগারেশনের ক্ষেত্রেও একই সমস্যার দিকে মনোযোগ দেওয়া উচিত।
08
তাপমাত্রা-সংবেদনশীল ডিভাইসটি সর্বনিম্ন তাপমাত্রার জায়গায় (যেমন ডিভাইসের নীচে) রাখাই ভালো। এটিকে কখনই হিটিং ডিভাইসের সরাসরি উপরে রাখবেন না। অনুভূমিক সমতলে একাধিক ডিভাইসকে একত্রে রাখাই ভালো।
09
সর্বোচ্চ বিদ্যুৎ খরচ এবং তাপ উৎপাদনকারী ডিভাইসগুলিকে তাপ অপচয়ের জন্য সর্বোত্তম অবস্থানের কাছাকাছি রাখুন। প্রিন্টেড বোর্ডের কোণ এবং প্রান্তে উচ্চ-তাপকারী ডিভাইসগুলি রাখবেন না, যদি না এর কাছে একটি তাপ সিঙ্কের ব্যবস্থা করা হয়। পাওয়ার রেজিস্টর ডিজাইন করার সময়, যতটা সম্ভব বড় একটি ডিভাইস বেছে নিন এবং মুদ্রিত বোর্ডের লেআউট সামঞ্জস্য করার সময় তাপ অপচয়ের জন্য পর্যাপ্ত জায়গা রাখুন।
10
পিসিবিতে হট স্পটের ঘনত্ব এড়িয়ে চলুন, পিসিবি বোর্ডে যতটা সম্ভব সমানভাবে বিদ্যুৎ বিতরণ করুন এবং পিসিবি পৃষ্ঠের তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা অভিন্ন এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ রাখুন।
নকশা প্রক্রিয়া চলাকালীন কঠোর অভিন্ন বন্টন অর্জন করা প্রায়শই কঠিন, তবে খুব বেশি শক্তি ঘনত্বের অঞ্চলগুলি এড়িয়ে চলতে হবে যাতে পুরো সার্কিটের স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপকে প্রভাবিত না করে হট স্পটগুলি প্রতিরোধ করা যায়।
যদি সম্ভব হয়, তাহলে মুদ্রিত সার্কিটের তাপ দক্ষতা বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, কিছু পেশাদার PCB ডিজাইন সফ্টওয়্যারে যুক্ত তাপ দক্ষতা সূচক বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার মডিউল ডিজাইনারদের সার্কিট ডিজাইন অপ্টিমাইজ করতে সাহায্য করতে পারে।