PCB વર્લ્ડ તરફથી

ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે, કામગીરી દરમિયાન ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે, જેથી ઉપકરણોનું આંતરિક તાપમાન ઝડપથી વધે છે. જો સમયસર ગરમીનો નાશ ન થાય, તો ઉપકરણો ગરમ થતા રહેશે, અને વધુ ગરમ થવાને કારણે ઉપકરણ નિષ્ફળ જશે. ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની વિશ્વસનીયતા કામગીરીમાં ઘટાડો થશે.

તેથી, સર્કિટ બોર્ડ પર સારી ગરમીનું વિસર્જન કરવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. PCB સર્કિટ બોર્ડનું ગરમીનું વિસર્જન એ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ કડી છે, તો PCB સર્કિટ બોર્ડની ગરમીનું વિસર્જન તકનીક શું છે, ચાલો નીચે તેની ચર્ચા કરીએ.

01
PCB બોર્ડ દ્વારા જ ગરમીનું વિસર્જન હાલમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા PCB બોર્ડ કોપર ક્લેડ/ઇપોક્સી ગ્લાસ કાપડ સબસ્ટ્રેટ અથવા ફેનોલિક રેઝિન ગ્લાસ કાપડ સબસ્ટ્રેટ છે, અને કાગળ આધારિત કોપર ક્લેડ બોર્ડનો ઉપયોગ થોડી માત્રામાં થાય છે.

આ સબસ્ટ્રેટમાં ઉત્તમ વિદ્યુત ગુણધર્મો અને પ્રક્રિયા ગુણધર્મો હોવા છતાં, તેમની પાસે નબળી ગરમીનું વિસર્જન છે. ઉચ્ચ-ગરમીવાળા ઘટકો માટે ગરમીનું વિસર્જન પદ્ધતિ તરીકે, PCB ના રેઝિન દ્વારા ગરમીનું સંચાલન થવાની અપેક્ષા રાખવી લગભગ અશક્ય છે, પરંતુ ઘટકની સપાટીથી આસપાસની હવામાં ગરમીનું વિસર્જન કરવું લગભગ અશક્ય છે.

જોકે, ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનો ઘટકોના લઘુચિત્રીકરણ, ઉચ્ચ-ઘનતા માઉન્ટિંગ અને ઉચ્ચ-હીટિંગ એસેમ્બલીના યુગમાં પ્રવેશી ગયા હોવાથી, ગરમીને દૂર કરવા માટે ખૂબ જ નાના સપાટી વિસ્તારવાળા ઘટકની સપાટી પર આધાર રાખવો પૂરતો નથી.

તે જ સમયે, QFP અને BGA જેવા સપાટી માઉન્ટ ઘટકોના વ્યાપક ઉપયોગને કારણે, ઘટકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમી મોટી માત્રામાં PCB બોર્ડમાં ટ્રાન્સફર થાય છે. તેથી, ગરમીના વિસર્જનને ઉકેલવાનો શ્રેષ્ઠ માર્ગ એ છે કે PCB ની ગરમીના વિસર્જન ક્ષમતામાં સુધારો કરવો જે હીટિંગ તત્વ સાથે સીધા સંપર્કમાં હોય. સંચાલિત અથવા વિકિરણિત.

પીસીબી લેઆઉટ
ઠંડા પવનવાળા વિસ્તારમાં થર્મલ સંવેદનશીલ ઉપકરણો મૂકવામાં આવે છે.

તાપમાન શોધનાર ઉપકરણ સૌથી ગરમ સ્થિતિમાં મૂકવામાં આવે છે.

એક જ પ્રિન્ટેડ બોર્ડ પરના ઉપકરણોને શક્ય હોય ત્યાં સુધી તેમના કેલરીફિક મૂલ્ય અને ગરમીના વિસર્જનની ડિગ્રી અનુસાર ગોઠવવા જોઈએ. નાના કેલરીફિક મૂલ્ય અથવા નબળા ગરમી પ્રતિકાર (જેમ કે નાના સિગ્નલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, નાના-પાયે સંકલિત સર્કિટ, ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ, વગેરે) ધરાવતા ઉપકરણોને ઠંડકના હવા પ્રવાહમાં મૂકવા જોઈએ. સૌથી ઉપરનો પ્રવાહ (પ્રવેશદ્વાર પર), મોટી ગરમી અથવા ગરમી પ્રતિકાર (જેમ કે પાવર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, મોટા-પાયે સંકલિત સર્કિટ, વગેરે) ધરાવતા ઉપકરણોને ઠંડકના હવા પ્રવાહના સૌથી નીચે તરફ મૂકવામાં આવે છે.

આડી દિશામાં, હાઇ-પાવર ડિવાઇસ પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ધારની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવામાં આવે છે જેથી હીટ ટ્રાન્સફર પાથ ટૂંકો થાય; ઊભી દિશામાં, હાઇ-પાવર ડિવાઇસ પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ટોચની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવામાં આવે છે જેથી આ ડિવાઇસ કામ કરતી વખતે અન્ય ડિવાઇસના તાપમાન પર તેની અસર ઓછી થાય.

સાધનોમાં પ્રિન્ટેડ બોર્ડનું ગરમીનું વિસર્જન મુખ્યત્વે હવાના પ્રવાહ પર આધાર રાખે છે, તેથી ડિઝાઇન દરમિયાન હવાના પ્રવાહના માર્ગનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ, અને ઉપકરણ અથવા પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડને વાજબી રીતે ગોઠવવું જોઈએ.

ડિઝાઇન પ્રક્રિયા દરમિયાન કડક સમાન વિતરણ પ્રાપ્ત કરવું ઘણીવાર મુશ્કેલ હોય છે, પરંતુ હોટ સ્પોટ્સને સમગ્ર સર્કિટના સામાન્ય સંચાલનને અસર કરતા અટકાવવા માટે ખૂબ ઊંચી પાવર ઘનતાવાળા વિસ્તારોને ટાળવા જોઈએ.

જો શક્ય હોય તો, પ્રિન્ટેડ સર્કિટની થર્મલ કાર્યક્ષમતાનું વિશ્લેષણ કરવું જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક વ્યાવસાયિક PCB ડિઝાઇન સોફ્ટવેરમાં ઉમેરવામાં આવેલ થર્મલ કાર્યક્ષમતા સૂચકાંક વિશ્લેષણ સોફ્ટવેર મોડ્યુલ ડિઝાઇનરોને સર્કિટ ડિઝાઇનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ કરી શકે છે.

02
ઉચ્ચ ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઘટકો વત્તા રેડિએટર્સ અને ગરમી-વાહક પ્લેટો. જ્યારે PCB માં નાના ઘટકો મોટી માત્રામાં ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે (3 કરતા ઓછા), ત્યારે ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઘટકોમાં હીટ સિંક અથવા હીટ પાઇપ ઉમેરી શકાય છે. જ્યારે તાપમાન ઘટાડી શકાતું નથી, ત્યારે ગરમીના વિસર્જનની અસરને વધારવા માટે પંખા સાથે રેડિયેટરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

જ્યારે હીટિંગ ડિવાઇસની સંખ્યા મોટી હોય (3 થી વધુ), ત્યારે એક મોટું હીટ ડિસીપેશન કવર (બોર્ડ) વાપરી શકાય છે, જે PCB અથવા મોટા ફ્લેટ હીટ સિંક પર હીટિંગ ડિવાઇસની સ્થિતિ અને ઊંચાઈ અનુસાર કસ્ટમાઇઝ કરેલ ખાસ હીટ સિંક છે જે વિવિધ ઘટક ઊંચાઈની સ્થિતિઓને કાપી નાખે છે. ગરમીનું ડિસીપેશન કવર ઘટકની સપાટી પર એકીકૃત રીતે બકલ થયેલ છે, અને તે ગરમીને દૂર કરવા માટે દરેક ઘટકનો સંપર્ક કરે છે.

જોકે, ઘટકોના એસેમ્બલી અને વેલ્ડીંગ દરમિયાન ઊંચાઈની નબળી સુસંગતતાને કારણે ગરમીના વિસર્જનની અસર સારી નથી. સામાન્ય રીતે, ગરમીના વિસર્જનની અસરને સુધારવા માટે ઘટકની સપાટી પર સોફ્ટ થર્મલ ફેઝ ચેન્જ થર્મલ પેડ ઉમેરવામાં આવે છે.

03
જે સાધનો ફ્રી કન્વેક્શન એર કૂલિંગ અપનાવે છે, તેમના માટે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (અથવા અન્ય ઉપકરણો) ને ઊભી અથવા આડી રીતે ગોઠવવાનું શ્રેષ્ઠ છે.

04
ગરમીના વિસર્જનને સાકાર કરવા માટે વાજબી વાયરિંગ ડિઝાઇન અપનાવો. કારણ કે પ્લેટમાં રેઝિનમાં નબળી થર્મલ વાહકતા હોય છે, અને કોપર ફોઇલ લાઇનો અને છિદ્રો સારા ગરમી વાહક હોય છે, તેથી કોપર ફોઇલનો બાકી રહેલો દર વધારવો અને ગરમી વાહકતા છિદ્રોમાં વધારો એ ગરમીના વિસર્જનના મુખ્ય માધ્યમ છે. PCB ની ગરમીના વિસર્જન ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, વિવિધ થર્મલ વાહકતા ધરાવતી વિવિધ સામગ્રી - PCB માટે ઇન્સ્યુલેટીંગ સબસ્ટ્રેટથી બનેલા સંયુક્ત સામગ્રીની સમકક્ષ થર્મલ વાહકતા (નવ ઇક્યુ) ની ગણતરી કરવી જરૂરી છે.

05
એક જ પ્રિન્ટેડ બોર્ડ પરના ઉપકરણોને શક્ય હોય ત્યાં સુધી તેમના કેલરીફિક મૂલ્ય અને ગરમીના વિસર્જનની ડિગ્રી અનુસાર ગોઠવવા જોઈએ. ઓછી કેલરીફિક મૂલ્ય અથવા નબળી ગરમી પ્રતિકાર (જેમ કે નાના-સિગ્નલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, નાના-પાયે સંકલિત સર્કિટ, ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ, વગેરે) ધરાવતા ઉપકરણોને ઠંડકના હવાના પ્રવાહમાં મૂકવા જોઈએ. સૌથી ઉપરનો પ્રવાહ (પ્રવેશદ્વાર પર), મોટી ગરમી અથવા ગરમી પ્રતિકાર (જેમ કે પાવર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, મોટા-પાયે સંકલિત સર્કિટ, વગેરે) ધરાવતા ઉપકરણો ઠંડકના હવાના પ્રવાહના સૌથી નીચે તરફ મૂકવામાં આવે છે.

06
આડી દિશામાં, હાઇ-પાવર ડિવાઇસ પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ધારની શક્ય તેટલી નજીક ગોઠવવામાં આવે છે જેથી ગરમી ટ્રાન્સફર પાથ ટૂંકો થાય; ઊભી દિશામાં, હાઇ-પાવર ડિવાઇસ પ્રિન્ટેડ બોર્ડની ટોચની શક્ય તેટલી નજીક ગોઠવવામાં આવે છે જેથી અન્ય ડિવાઇસના તાપમાન પર આ ડિવાઇસનો પ્રભાવ ઓછો થાય. .

07
સાધનોમાં પ્રિન્ટેડ બોર્ડનું ગરમીનું વિસર્જન મુખ્યત્વે હવાના પ્રવાહ પર આધાર રાખે છે, તેથી ડિઝાઇન દરમિયાન હવાના પ્રવાહના માર્ગનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ, અને ઉપકરણ અથવા પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડને વાજબી રીતે ગોઠવવું જોઈએ.

જ્યારે હવા વહે છે, ત્યારે તે હંમેશા ઓછા પ્રતિકારવાળી જગ્યાએ વહે છે, તેથી પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર ઉપકરણોને ગોઠવતી વખતે, ચોક્કસ વિસ્તારમાં મોટી એરસ્પેસ છોડવાનું ટાળો.

આખા મશીનમાં બહુવિધ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડના રૂપરેખાંકનમાં પણ આ જ સમસ્યા પર ધ્યાન આપવું જોઈએ.

08
તાપમાન-સંવેદનશીલ ઉપકરણ સૌથી નીચા તાપમાનવાળા વિસ્તારમાં (જેમ કે ઉપકરણના તળિયે) શ્રેષ્ઠ રીતે મૂકવામાં આવે છે. તેને ક્યારેય હીટિંગ ઉપકરણની ઉપર સીધું ન મૂકો. આડી સમતલ પર બહુવિધ ઉપકરણોને સ્થિર કરવા શ્રેષ્ઠ છે.

09
સૌથી વધુ પાવર વપરાશ અને ગરમી ઉત્પન્ન કરતા ઉપકરણોને ગરમીના વિસર્જન માટે શ્રેષ્ઠ સ્થાનની નજીક મૂકો. પ્રિન્ટેડ બોર્ડના ખૂણા અને પેરિફેરલ કિનારીઓ પર ઉચ્ચ-ગરમીવાળા ઉપકરણો ન મૂકો, સિવાય કે તેની નજીક હીટ સિંક ગોઠવાયેલ હોય. પાવર રેઝિસ્ટર ડિઝાઇન કરતી વખતે, શક્ય તેટલું મોટું ઉપકરણ પસંદ કરો, અને પ્રિન્ટેડ બોર્ડના લેઆઉટને સમાયોજિત કરતી વખતે ગરમીના વિસર્જન માટે પૂરતી જગ્યા રાખો.

10
PCB પર હોટ સ્પોટ્સની સાંદ્રતા ટાળો, PCB બોર્ડ પર શક્ય તેટલી સમાન રીતે પાવરનું વિતરણ કરો, અને PCB સપાટીના તાપમાનનું પ્રદર્શન એકસમાન અને સુસંગત રાખો.

ડિઝાઇન પ્રક્રિયા દરમિયાન કડક સમાન વિતરણ પ્રાપ્ત કરવું ઘણીવાર મુશ્કેલ હોય છે, પરંતુ હોટ સ્પોટ્સને સમગ્ર સર્કિટના સામાન્ય સંચાલનને અસર કરતા અટકાવવા માટે ખૂબ ઊંચી પાવર ઘનતાવાળા વિસ્તારોને ટાળવા જોઈએ.

જો શક્ય હોય તો, પ્રિન્ટેડ સર્કિટની થર્મલ કાર્યક્ષમતાનું વિશ્લેષણ કરવું જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક વ્યાવસાયિક PCB ડિઝાઇન સોફ્ટવેરમાં ઉમેરવામાં આવેલ થર્મલ કાર્યક્ષમતા સૂચકાંક વિશ્લેષણ સોફ્ટવેર મોડ્યુલ ડિઝાઇનરોને સર્કિટ ડિઝાઇનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ કરી શકે છે.