Ex Mundo PCB
In apparatu electronico, certa quantitas caloris in operatione generatur, ita ut temperatura interna apparati celeriter crescat. Nisi calor tempore dissipatur, apparatus calescere perget, et instrumentum propter nimium calorem deficiet. Fiducia et efficacia apparati electronici minuentur.
Quapropter magni momenti est bonam curationem dissipationis caloris in tabula circuitali peragere. Dissipatio caloris tabulae circuitalis PCB nexus magni momenti est, ergo quae sit ars dissipationis caloris tabulae circuitalis PCB? De ea infra simul disseramus.
01
Dissipatio caloris per ipsam tabulam PCB. Tabulae PCB quae nunc late usurpantur sunt substrata panni vitrei cuprei/epoxydici vel substrata panni vitrei resinae phenolicae, et parva quantitas tabularum cuprearum chartacearum adhibetur.
Quamquam haec substrata proprietates electricas et processus excellentes habent, dissipationem caloris male habent. Ut modus dissipationis caloris pro componentibus calefacientibus, fere impossibile est expectare calorem a resina ipsius PCB conduci, sed calorem a superficie componentis in aerem circumdantem dissipare.
Cum autem producta electronica aetatem miniaturizationis partium, installationis altae densitatis, et congregationis altae calefactionis ingressa sint, non satis est niti superficiei componentis cum area superficiali perparva ad dissipandum calorem.
Simul, propter usum late diffusum partium superficiei affixarum, velut QFP et BGA, calor a partibus generatus magnam copiam ad tabulam PCB transfertur. Ergo, optima via ad dissipationem caloris solvendam est augere facultatem dissipationis caloris ipsius PCB, quae in directo contactu cum elemento calefaciente est, sive conducta sive radiata.
Dispositio PCB
Instrumenta thermosensibilia in regione venti frigidi ponuntur.
Instrumentum temperaturae detegens in loco calidissimo ponitur.
Instrumenta in eadem tabula impressa secundum valorem caloricum et gradum dissipationis caloris, quantum fieri potest, disponi debent. Instrumenta cum parvo valore calorico vel resistentia caloris mala (ut transistores signorum parvorum, circuiti integrati parvi, condensatores electrolytici, etc.) in fluxu aeris refrigerantis collocanda sunt. In fluxu summo (ad introitum), instrumenta cum magno calore vel resistentia caloris (ut transistores potentiae, circuiti integrati magni, etc.) ad summum fluxum aeris refrigerantis deorsum collocantur.
In directione horizontali, instrumenta magnae potentiae quam proxime marginem tabulae impressae ponuntur ut iter translationis caloris brevius fiat; in directione verticali, instrumenta magnae potentiae quam proxime summo tabulae impressae ponuntur ut effectus harum instrumentorum in temperaturam aliorum instrumentorum dum operantur minuatur.
Dissipatio caloris tabulae impressae in apparatu praecipue in fluxu aeris pendet, ergo via fluxus aeris in designatione investiganda est, et apparatus vel tabula circuiti impressa rationabiliter configuranda est.
Saepe difficile est distributionem stricte uniformem in processu designandi consequi, sed areae cum densitate potentiae nimis alta vitandae sunt ne loca calida operationem normalem totius circuitus afficiant.
Si fieri potest, necesse est efficientiam thermalem circuiti impressi analyzare. Exempli gratia, modulus programmatis ad indicis efficientiae thermalis analysandi, qui in quibusdam programmatibus professionalibus designandi circuitus impressi additus est, designatoribus designationem circuiti optimizare potest.
02
Partes calorem magnum generantes, una cum radiatoribus et laminis calorem conducentibus. Cum pauci partes in circuitu impressorio (PCB) magnum calorem generant (minus quam tres), dissipator caloris vel tubus caloris partibus calorem generantibus addi potest. Cum temperatura non potest deminui, radiator cum ventilatore adhiberi potest ad effectum dissipationis caloris augendum.
Cum numerus calefactorum magnus est (plus quam tres), magnum operculum (tabula) dissipationis caloris adhiberi potest, quod est dissipator caloris specialis secundum situm et altitudinem calefactoris in tabula circuitu impressa (PCB) accommodatus, vel magnum dissipator caloris planum. Exsecare potes in diversis altitudinibus componentium. Operculum dissipationis caloris integre in superficie componentium affixum est, et unumquodque componente tangit ad calorem dissipandum.
Tamen, effectus dissipationis caloris non bonus est propter malam constantiam altitudinis in compositione et soldadura partium. Solet mollis pulvinus thermalis mutationis phasis thermalis in superficie partis addi ad effectum dissipationis caloris emendandum.
03
Pro apparatibus quae refrigerationem aeris convectione libera utuntur, optimum est circuitus integratos (vel alia instrumenta) verticaliter vel horizontaliter disponere.
04
Designatio filorum rationabilis adhibenda est ad dissipationem caloris efficiendam. Quia resina in lamina conductivitatem thermalem malam habet, et lineae ac foramina laminae cupreae boni conductores caloris sunt, auctio frequentiae residuae laminae cupreae et amplificatio foraminum conductionis caloris praecipuae viae dissipationis caloris sunt. Ad capacitatem dissipationis caloris PCB aestimandam, necesse est conductivitatem thermalem aequivalentem (novem aeq) materiae compositae ex variis materiis cum diversa conductivitate thermali constat - substrati insulantis pro PCB - calculare.
05
Instrumenta in eadem tabula impressa secundum valorem caloricum et gradum dissipationis caloris, quantum fieri potest, disponi debent. Instrumenta cum valore calorico humili vel resistentia caloris mala (ut transistores parvi signi, circuiti integrati parvi scalae, condensatores electrolytici, etc.) in fluxu aeris refrigerantis collocanda sunt. In fluxu summo (ad introitum), instrumenta cum magno calore vel resistentia caloris (ut transistores potentiae, circuiti integrati magni scalae, etc.) ad summum fluxum aeris refrigerantis deorsum collocantur.
06
In directione horizontali, instrumenta magnae potentiae quam proxime ad marginem tabulae impressae disponuntur ut iter translationis caloris brevius fiat; in directione verticali, instrumenta magnae potentiae quam proxime ad summum tabulae impressae disponuntur ut influxus harum instrumentorum in temperaturam aliorum instrumentorum minuatur.
07
Dissipatio caloris tabulae impressae in apparatu praecipue in fluxu aeris pendet, ergo via fluxus aeris in designatione investiganda est, et apparatus vel tabula circuiti impressa rationabiliter configuranda est.
Cum aer fluit, semper solet fluere in locis cum resistentia humili, ergo cum machinas in tabula circuiti impressi configuras, cave ne magnum spatium aereum in certa area relinquas.
Configuratio plurium tabularum circuituum impressorum in tota machina etiam eidem problemati attendere debet.
08
Instrumentum temperaturae sensibile optime in regione temperaturae infimae (velut in fundo instrumenti) collocandum est. Numquam directe supra instrumentum calefaciens collocandum est. Optimum est plura instrumenta in plano horizontali disponere.
09
Instrumenta quae maximam energiae consumunt et calorem generant prope optimum locum ad dissipationem caloris colloca. Instrumenta altae calefactionis in angulis et marginibus peripheralibus tabulae impressae ne colloca, nisi dissipator caloris prope id collocatus sit. Cum resistor potentiae designatur, instrumentum quantum fieri potest maius elige, et satis spatii ad dissipationem caloris ei praebeatur cum dispositionem tabulae impressae aptas.
10
Vitanda est concentratio locorum calidorum in PCB, distribuenda est potentia quam maxime aequaliter per tabulam PCB, et servanda est temperatura superficiei PCB uniformis et constans.
Saepe difficile est distributionem stricte uniformem in processu designandi consequi, sed areae cum densitate potentiae nimis alta vitandae sunt ne loca calida operationem normalem totius circuitus afficiant.
Si fieri potest, necesse est efficientiam thermalem circuiti impressi analyzare. Exempli gratia, modulus programmatis ad indicis efficientiae thermalis analysandi, qui in quibusdam programmatibus professionalibus designandi circuitus impressi additus est, designatoribus designationem circuiti optimizare potest.