PCB వరల్డ్ నుండి
ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల కోసం, ఆపరేషన్ సమయంలో కొంత మొత్తంలో వేడి ఉత్పత్తి అవుతుంది, తద్వారా పరికరాల అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత వేగంగా పెరుగుతుంది. వేడిని సకాలంలో వెదజల్లకపోతే, పరికరాలు వేడెక్కుతూనే ఉంటాయి మరియు వేడెక్కడం వల్ల పరికరం విఫలమవుతుంది. ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల విశ్వసనీయత పనితీరు తగ్గుతుంది.
అందువల్ల, సర్క్యూట్ బోర్డ్‌పై మంచి హీట్ డిస్సిపేషన్ ట్రీట్‌మెంట్ నిర్వహించడం చాలా ముఖ్యం. PCB సర్క్యూట్ బోర్డ్ యొక్క హీట్ డిస్సిపేషన్ చాలా ముఖ్యమైన లింక్, కాబట్టి PCB సర్క్యూట్ బోర్డ్ యొక్క హీట్ డిస్సిపేషన్ టెక్నిక్ ఏమిటి, దానిని క్రింద కలిసి చర్చిద్దాం.
01
PCB బోర్డు ద్వారానే వేడి వెదజల్లడం ప్రస్తుతం విస్తృతంగా ఉపయోగించే PCB బోర్డులు కాపర్ క్లాడ్/ఎపాక్సీ గ్లాస్ క్లాత్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు లేదా ఫినోలిక్ రెసిన్ గ్లాస్ క్లాత్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు మరియు తక్కువ మొత్తంలో కాగితం ఆధారిత రాగి క్లాడ్ బోర్డులను ఉపయోగిస్తారు.
ఈ ఉపరితలాలు అద్భుతమైన విద్యుత్ లక్షణాలు మరియు ప్రాసెసింగ్ లక్షణాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, అవి పేలవమైన ఉష్ణ వెదజల్లడాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అధిక-వేడి భాగాలకు ఉష్ణ వెదజల్లే పద్ధతిగా, PCB యొక్క రెసిన్ ద్వారా వేడిని నిర్వహించాలని ఆశించడం దాదాపు అసాధ్యం, కానీ భాగం యొక్క ఉపరితలం నుండి చుట్టుపక్కల గాలికి వేడిని వెదజల్లడానికి.
అయితే, ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తులు భాగాల సూక్ష్మీకరణ, అధిక-సాంద్రత మౌంటు మరియు అధిక-తాపన అసెంబ్లీ యుగంలోకి ప్రవేశించినందున, వేడిని వెదజల్లడానికి చాలా తక్కువ ఉపరితల వైశాల్యం కలిగిన భాగం యొక్క ఉపరితలంపై ఆధారపడటం సరిపోదు.
అదే సమయంలో, QFP మరియు BGA వంటి ఉపరితల మౌంట్ భాగాలను విస్తృతంగా ఉపయోగించడం వల్ల, భాగాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి పెద్ద మొత్తంలో PCB బోర్డుకు బదిలీ చేయబడుతుంది. అందువల్ల, ఉష్ణ దుర్వినియోగాన్ని పరిష్కరించడానికి ఉత్తమ మార్గం తాపన మూలకంతో ప్రత్యక్ష సంబంధంలో ఉన్న PCB యొక్క ఉష్ణ దుర్వినియోగ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం. నిర్వహించబడుతుంది లేదా రేడియేటెడ్.
PCB లేఅవుట్
చల్లని గాలి ప్రాంతంలో ఉష్ణ సెన్సిటివ్ పరికరాలను ఉంచుతారు.
ఉష్ణోగ్రతను గుర్తించే పరికరం అత్యంత వేడిగా ఉండే స్థితిలో ఉంచబడుతుంది.
ఒకే ముద్రిత బోర్డులోని పరికరాలను వాటి కెలోరిఫిక్ విలువ మరియు ఉష్ణ వెదజల్లే స్థాయి ప్రకారం సాధ్యమైనంతవరకు అమర్చాలి. చిన్న కెలోరిఫిక్ విలువ లేదా పేలవమైన ఉష్ణ నిరోధకత (చిన్న సిగ్నల్ ట్రాన్సిస్టర్లు, చిన్న-స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు మొదలైనవి) ఉన్న పరికరాలను శీతలీకరణ వాయుప్రవాహంలో ఉంచాలి. ఎగువ ప్రవాహం (ప్రవేశద్వారం వద్ద), పెద్ద వేడి లేదా ఉష్ణ నిరోధకత కలిగిన పరికరాలు (పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు, పెద్ద-స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు మొదలైనవి) శీతలీకరణ వాయుప్రవాహం యొక్క అత్యంత దిగువన ఉంచబడతాయి.
క్షితిజ సమాంతర దిశలో, ఉష్ణ బదిలీ మార్గాన్ని తగ్గించడానికి అధిక-శక్తి పరికరాలను ముద్రిత బోర్డు అంచుకు వీలైనంత దగ్గరగా ఉంచుతారు; నిలువు దిశలో, ఇతర పరికరాలు పనిచేసేటప్పుడు వాటి ఉష్ణోగ్రతపై ఈ పరికరాల ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి అధిక-శక్తి పరికరాలను ముద్రిత బోర్డు పైభాగానికి వీలైనంత దగ్గరగా ఉంచుతారు.
పరికరాలలో ముద్రిత బోర్డు యొక్క వేడి వెదజల్లడం ప్రధానంగా గాలి ప్రవాహంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కాబట్టి డిజైన్ సమయంలో గాలి ప్రవాహ మార్గాన్ని అధ్యయనం చేయాలి మరియు పరికరం లేదా ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్‌ను సహేతుకంగా కాన్ఫిగర్ చేయాలి.
డిజైన్ ప్రక్రియలో కఠినమైన ఏకరీతి పంపిణీని సాధించడం చాలా కష్టం, కానీ హాట్ స్పాట్‌లు మొత్తం సర్క్యూట్ యొక్క సాధారణ ఆపరేషన్‌ను ప్రభావితం చేయకుండా నిరోధించడానికి చాలా ఎక్కువ శక్తి సాంద్రత ఉన్న ప్రాంతాలను నివారించాలి.
వీలైతే, ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ యొక్క థర్మల్ సామర్థ్యాన్ని విశ్లేషించడం అవసరం. ఉదాహరణకు, కొన్ని ప్రొఫెషనల్ PCB డిజైన్ సాఫ్ట్‌వేర్‌లో జోడించబడిన థర్మల్ ఎఫిషియెన్సీ ఇండెక్స్ అనాలిసిస్ సాఫ్ట్‌వేర్ మాడ్యూల్ డిజైనర్లకు సర్క్యూట్ డిజైన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడంలో సహాయపడుతుంది.
02
అధిక ఉష్ణ-ఉత్పాదక భాగాలు మరియు రేడియేటర్లు మరియు ఉష్ణ-వాహక ప్లేట్లు. PCBలోని తక్కువ సంఖ్యలో భాగాలు పెద్ద మొత్తంలో వేడిని (3 కంటే తక్కువ) ఉత్పత్తి చేసినప్పుడు, వేడి-ఉత్పాదక భాగాలకు హీట్ సింక్ లేదా హీట్ పైపును జోడించవచ్చు. ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించలేనప్పుడు, దానిని ఉపయోగించవచ్చు వేడి వెదజల్లే ప్రభావాన్ని పెంచడానికి ఫ్యాన్‌తో కూడిన రేడియేటర్.
తాపన పరికరాల సంఖ్య పెద్దగా ఉన్నప్పుడు (3 కంటే ఎక్కువ), పెద్ద హీట్ డిస్సిపేషన్ కవర్ (బోర్డ్) ఉపయోగించవచ్చు, ఇది PCBలోని హీటింగ్ పరికరం యొక్క స్థానం మరియు ఎత్తు ప్రకారం అనుకూలీకరించబడిన ప్రత్యేక హీట్ సింక్ లేదా పెద్ద ఫ్లాట్ హీట్ సింక్. వివిధ కాంపోనెంట్ ఎత్తు స్థానాలను కత్తిరించండి. హీట్ డిస్సిపేషన్ కవర్ కాంపోనెంట్ యొక్క ఉపరితలంపై సమగ్రంగా బకిల్ చేయబడి ఉంటుంది మరియు ఇది వేడిని వెదజల్లడానికి ప్రతి భాగాన్ని సంప్రదిస్తుంది.
అయితే, భాగాల అసెంబ్లీ మరియు వెల్డింగ్ సమయంలో ఎత్తు యొక్క పేలవమైన స్థిరత్వం కారణంగా ఉష్ణ వెదజల్లే ప్రభావం మంచిది కాదు. సాధారణంగా, ఉష్ణ వెదజల్లే ప్రభావాన్ని మెరుగుపరచడానికి భాగం యొక్క ఉపరితలంపై మృదువైన ఉష్ణ దశ మార్పు థర్మల్ ప్యాడ్ జోడించబడుతుంది.
03
ఉచిత ఉష్ణప్రసరణ గాలి శీతలీకరణను స్వీకరించే పరికరాల కోసం, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లను (లేదా ఇతర పరికరాలను) నిలువుగా లేదా అడ్డంగా అమర్చడం ఉత్తమం.
04
ఉష్ణ వెదజల్లడాన్ని గ్రహించడానికి సహేతుకమైన వైరింగ్ డిజైన్‌ను స్వీకరించండి. ప్లేట్‌లోని రెసిన్ పేలవమైన ఉష్ణ వాహకతను కలిగి ఉండటం మరియు రాగి రేకు రేఖలు మరియు రంధ్రాలు మంచి ఉష్ణ వాహకాలు కాబట్టి, మిగిలిన రాగి రేకు రేటును పెంచడం మరియు ఉష్ణ వాహక రంధ్రాలను పెంచడం ఉష్ణ వెదజల్లడానికి ప్రధాన మార్గాలు. PCB యొక్క ఉష్ణ వెదజల్ల సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి, విభిన్న ఉష్ణ వాహకత కలిగిన వివిధ పదార్థాలతో కూడిన మిశ్రమ పదార్థం యొక్క సమానమైన ఉష్ణ వాహకతను (తొమ్మిది సమీకరణాలు) లెక్కించడం అవసరం - PCB కోసం ఇన్సులేటింగ్ ఉపరితలం.
05
ఒకే ముద్రిత బోర్డులోని పరికరాలను వాటి కెలోరిఫిక్ విలువ మరియు ఉష్ణ వెదజల్లే స్థాయి ప్రకారం సాధ్యమైనంతవరకు అమర్చాలి. తక్కువ కెలోరిఫిక్ విలువ లేదా పేలవమైన ఉష్ణ నిరోధకత (చిన్న-సిగ్నల్ ట్రాన్సిస్టర్లు, చిన్న-స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు మొదలైనవి) ఉన్న పరికరాలను శీతలీకరణ వాయుప్రవాహంలో ఉంచాలి. పైభాగంలో ఉన్న ప్రవాహం (ప్రవేశద్వారం వద్ద), పెద్ద వేడి లేదా ఉష్ణ నిరోధకత కలిగిన పరికరాలు (పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు, పెద్ద-స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు మొదలైనవి) శీతలీకరణ వాయుప్రవాహం యొక్క అత్యంత దిగువన ఉంచబడతాయి.
06
క్షితిజ సమాంతర దిశలో, అధిక-శక్తి పరికరాలను ఉష్ణ బదిలీ మార్గాన్ని తగ్గించడానికి ముద్రిత బోర్డు అంచుకు వీలైనంత దగ్గరగా అమర్చారు; నిలువు దిశలో, ఇతర పరికరాల ఉష్ణోగ్రతపై ఈ పరికరాల ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి అధిక-శక్తి పరికరాలను ముద్రిత బోర్డు పైభాగానికి వీలైనంత దగ్గరగా అమర్చారు. .
07
పరికరాలలో ముద్రిత బోర్డు యొక్క వేడి వెదజల్లడం ప్రధానంగా గాలి ప్రవాహంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కాబట్టి డిజైన్ సమయంలో గాలి ప్రవాహ మార్గాన్ని అధ్యయనం చేయాలి మరియు పరికరం లేదా ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్‌ను సహేతుకంగా కాన్ఫిగర్ చేయాలి.
గాలి ప్రవహించినప్పుడు, అది ఎల్లప్పుడూ తక్కువ నిరోధకత ఉన్న ప్రదేశాలలో ప్రవహిస్తుంది, కాబట్టి ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్‌లో పరికరాలను కాన్ఫిగర్ చేసేటప్పుడు, ఒక నిర్దిష్ట ప్రాంతంలో పెద్ద గగనతలాన్ని వదిలివేయకుండా ఉండండి.
మొత్తం యంత్రంలో బహుళ ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డుల కాన్ఫిగరేషన్ కూడా అదే సమస్యపై దృష్టి పెట్టాలి.
08
ఉష్ణోగ్రత-సున్నితమైన పరికరాన్ని అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత ప్రాంతంలో (పరికరం దిగువన వంటివి) ఉంచడం ఉత్తమం. దానిని ఎప్పుడూ తాపన పరికరం పైన నేరుగా ఉంచవద్దు. క్షితిజ సమాంతర సమతలంలో బహుళ పరికరాలను అస్థిరంగా ఉంచడం ఉత్తమం.
09
అత్యధిక విద్యుత్ వినియోగం మరియు ఉష్ణ ఉత్పత్తి ఉన్న పరికరాలను వేడి వెదజల్లడానికి ఉత్తమ స్థానానికి దగ్గరగా ఉంచండి. ప్రింటెడ్ బోర్డు మూలలు మరియు పరిధీయ అంచులలో అధిక తాపన పరికరాలను ఉంచవద్దు, దాని దగ్గర హీట్ సింక్ ఏర్పాటు చేయబడితే తప్ప. పవర్ రెసిస్టర్‌ను డిజైన్ చేసేటప్పుడు, వీలైనంత పెద్ద పరికరాన్ని ఎంచుకోండి మరియు ప్రింటెడ్ బోర్డు యొక్క లేఅవుట్‌ను సర్దుబాటు చేసేటప్పుడు వేడి వెదజల్లడానికి తగినంత స్థలం ఉండేలా చేయండి.
10
PCB పై హాట్ స్పాట్‌ల సాంద్రతను నివారించండి, PCB బోర్డుపై సాధ్యమైనంతవరకు శక్తిని సమానంగా పంపిణీ చేయండి మరియు PCB ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత పనితీరును ఏకరీతిగా మరియు స్థిరంగా ఉంచండి.
డిజైన్ ప్రక్రియలో కఠినమైన ఏకరీతి పంపిణీని సాధించడం చాలా కష్టం, కానీ హాట్ స్పాట్‌లు మొత్తం సర్క్యూట్ యొక్క సాధారణ ఆపరేషన్‌ను ప్రభావితం చేయకుండా నిరోధించడానికి చాలా ఎక్కువ శక్తి సాంద్రత ఉన్న ప్రాంతాలను నివారించాలి.
వీలైతే, ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ యొక్క థర్మల్ సామర్థ్యాన్ని విశ్లేషించడం అవసరం. ఉదాహరణకు, కొన్ని ప్రొఫెషనల్ PCB డిజైన్ సాఫ్ట్‌వేర్‌లో జోడించబడిన థర్మల్ ఎఫిషియెన్సీ ఇండెక్స్ అనాలిసిస్ సాఫ్ట్‌వేర్ మాడ్యూల్ డిజైనర్లకు సర్క్యూట్ డిజైన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడంలో సహాయపడుతుంది.