แผงวงจร PCB ก็ให้ความร้อนมาเรียนรู้!

การกระจายความร้อนของแผงวงจร PCB เป็นส่วนเชื่อมโยงที่สำคัญมาก ดังนั้นทักษะการกระจายความร้อนของแผงวงจร PCB คืออะไรเรามาพูดคุยกัน

บอร์ด PCB ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการกระจายความร้อนผ่านบอร์ด PCB นั้นเป็นพื้นผิวผ้าแก้วที่เคลือบด้วยทองแดง/อีพ็อกซี่หรือพื้นผิวผ้าแก้วฟีนอลิกเรซิน และมีการใช้แผ่นเคลือบทองแดงที่ใช้กระดาษจำนวนเล็กน้อย แม้ว่าซับสเตรตเหล่านี้จะมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและคุณสมบัติในการประมวลผลที่ดีเยี่ยม แต่ก็มีการกระจายความร้อนได้ไม่ดี และเป็นช่องทางในการกระจายความร้อนสำหรับส่วนประกอบที่มีความร้อนสูง แทบจะไม่สามารถคาดหวังได้ว่าซับสเตรตเหล่านี้จะนำความร้อนจาก PCB เองได้ แต่จะกระจายความร้อนออกจากพื้นผิวของ เป็นส่วนประกอบของอากาศโดยรอบ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้เข้าสู่ยุคของการย่อส่วนส่วนประกอบ การติดตั้งที่มีความหนาแน่นสูงและการประกอบที่มีความร้อนสูง การพึ่งพาเฉพาะพื้นผิวของพื้นที่ผิวที่เล็กมากเพื่อกระจายความร้อนจึงไม่เพียงพอ ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากมีการใช้ส่วนประกอบที่ติดตั้งบนพื้นผิวเช่น QFP และ BGA เป็นจำนวนมาก ความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบจะถูกส่งไปยังบอร์ด PCB ในปริมาณมาก ดังนั้น วิธีที่ดีที่สุดในการแก้ปัญหาการกระจายความร้อนคือการปรับปรุง ความสามารถในการกระจายความร้อนของ PCB นั้นสัมผัสโดยตรงกับองค์ประกอบความร้อนซึ่งส่งหรือกระจายผ่านบอร์ด PCB

เค้าโครง PCB

ก. วางอุปกรณ์ไวต่อความร้อนไว้ในบริเวณที่มีอากาศเย็น

b วางอุปกรณ์ตรวจจับอุณหภูมิไว้ในตำแหน่งที่ร้อนที่สุด

c ควรจัดเรียงอุปกรณ์บนบอร์ดพิมพ์เดียวกันให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ตามขนาดของความร้อนและระดับการกระจายความร้อน ความร้อนเล็กน้อยหรืออุปกรณ์ทนความร้อนต่ำ (เช่น ทรานซิสเตอร์สัญญาณขนาดเล็ก วงจรรวมขนาดเล็ก ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ฯลฯ) วางไว้ที่ต้นทางที่สุดของการไหลของอากาศทำความเย็น (ทางเข้า) อุปกรณ์ที่มีการสร้างความร้อนสูงหรือทนความร้อนได้ดี (เช่น ทรานซิสเตอร์กำลัง วงจรรวมขนาดใหญ่ เป็นต้น) จะถูกวางไว้ที่ปลายน้ำของการทำความเย็น ลำธาร.

d ในแนวนอน อุปกรณ์กำลังสูงจะถูกจัดเรียงให้ใกล้กับขอบของบอร์ดพิมพ์มากที่สุดเพื่อลดเส้นทางการถ่ายเทความร้อน ในแนวตั้ง อุปกรณ์กำลังสูงจะถูกจัดเรียงให้ใกล้กับบอร์ดพิมพ์มากที่สุด เพื่อลดผลกระทบของอุปกรณ์เหล่านี้ต่ออุณหภูมิของอุปกรณ์อื่นเมื่อทำงาน

e การกระจายความร้อนของบอร์ดพิมพ์ในอุปกรณ์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการไหลของอากาศ ดังนั้นควรศึกษาเส้นทางการไหลของอากาศในการออกแบบ และควรกำหนดค่าอุปกรณ์หรือแผงวงจรพิมพ์อย่างสมเหตุสมผล เมื่ออากาศไหล มักจะไหลในจุดที่มีความต้านทานต่ำ ดังนั้นเมื่อกำหนดค่าอุปกรณ์บนแผงวงจรพิมพ์ จึงจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการทิ้งน่านฟ้าขนาดใหญ่ในบางพื้นที่ การกำหนดค่าแผงวงจรพิมพ์หลายแผ่นในเครื่องทั้งหมดควรคำนึงถึงปัญหาเดียวกันด้วย

f อุปกรณ์ที่ไวต่ออุณหภูมิมากกว่าควรวางไว้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำสุด (เช่น ด้านล่างของอุปกรณ์) อย่าวางไว้เหนืออุปกรณ์ทำความร้อน อุปกรณ์หลายชิ้นมีการจัดวางแบบเซที่ดีที่สุดบนระนาบแนวนอน

g จัดเรียงอุปกรณ์โดยใช้พลังงานสูงสุดและกระจายความร้อนมากที่สุดใกล้กับตำแหน่งที่ดีที่สุดในการกระจายความร้อน อย่าวางอุปกรณ์ที่มีความร้อนสูงไว้ที่มุมและขอบของบอร์ดที่พิมพ์ เว้นแต่จะมีอุปกรณ์ทำความเย็นอยู่ใกล้ๆ เมื่อออกแบบความต้านทานไฟ ให้เลือกอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นให้มากที่สุด และปรับเค้าโครงของบอร์ดที่พิมพ์เพื่อให้มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการกระจายความร้อน