Dalam desain PCB, komponen elektronik menghasilkan panas ketika arus melewati mereka, yang tergantung pada faktor -faktor seperti daya, karakteristik peralatan listrik, dan desain sirkuit. Meskipun beberapa sirkuit dapat beroperasi tanpa pendinginan tambahan, dalam situasi tertentu, kombinasi heat sink, kipas pendingin, atau beberapa mekanisme mungkin diperlukan.
Saat merancang papan sirkuit, masalah -masalah berikut harus dipertimbangkan:
1. Data kinerja dan ukuran komponen: Saat merancang papan sirkuit, perlu untuk mempertimbangkan data kinerja dan ukuran komponen untuk mengelola panas dengan lebih baik.
2. Komponen disipasi panas utama: Memahami komponen mana yang menghasilkan lebih banyak panas dan menentukan mekanisme disipasi panas yang optimal biasanya dapat diperoleh melalui lembar data pabrikan.
3. Ukuran PCB: Ukuran PCB secara langsung mempengaruhi kinerja disipasi panasnya dan perlu dipertimbangkan dengan cermat.
4. Bahan komponen PCB, tata letak, dan penempatan: Bahan, tata letak, dan penempatan komponen PCB memiliki dampak signifikan pada kinerja disipasi panas.
5. Penempatan perangkat perifer: Mengatur secara wajar posisi perangkat perifer dapat membantu meningkatkan efek disipasi panas secara keseluruhan.
6. Suhu Lingkungan Aplikasi: Pertimbangkan suhu lingkungan aplikasi untuk memastikan bahwa papan sirkuit dapat berfungsi dengan baik dalam berbagai kondisi lingkungan.
7. Dissipasi Panas: Tentukan jumlah panas spesifik yang perlu dihilangkan papan sirkuit.
8. Metode pendinginan yang sesuai: Pilih metode pendinginan yang sesuai sesuai dengan kebutuhan aktual, seperti kipas pendingin, heat sink, dll.
Pendekatan terbaik adalah mengoptimalkan suhu pada tingkat komponen berdasarkan lingkungan operasi.
Faktor yang perlu dipertimbangkan saat menentukan mekanisme pendinginan:
Faktor -faktor yang perlu dipertimbangkan termasuk kinerja semikonduktor dan karakteristik disipasi panas, yang biasanya termasuk dalam lembar data pabrikan atau spesifikasi teknis.
Untuk PCB, pendinginan konveksi alami cocok untuk situasi dengan disipasi panas rendah, sedangkan PCB yang membutuhkan sejumlah besar disipasi panas memerlukan penggunaan heat sink, pipa panas, kipas, foil tembaga padat, atau kombinasi beberapa teknologi pendingin.
Bagaimana cara mengidentifikasi masalah termal dengan PCB?
Desainer dapat menggunakan berbagai teknik untuk mengidentifikasi masalah potensial, termasuk penggunaan alat analisis termal, inspeksi visual, dan kamera inframerah.
Inspeksi Visual:
Inspeksi visual adalah metode yang nyaman untuk mencari tanda -tanda overheating, pembakaran, atau kerusakan parsial pada komponen, kontak kering, busur, dll. Tanda -tanda yang terlihat termasuk komponen bengkak, komponen terbakar, dan area berubah warna pada papan sirkuit. Selain analisis visual, bau papan sirkuit terbakar juga dapat menunjukkan adanya masalah pemanasan.
Analisis Termal:
Dengan melakukan analisis termal, kita dapat memahami kinerja komponen elektronik dan papan sirkuit di bawah suhu dan kondisi yang berbeda. Analisis ini membantu desainer memahami bagaimana panas dihasilkan dan ditransfer dalam sirkuit. Desainer kemudian dapat menggunakan hasil analisis dan simulasi ini untuk meningkatkan teknik dan merancang metode yang lebih baik untuk mengendalikan dan mengelola panas.
Menggunakan Infrared Thermal Imager:
Pencitraan termal inframerah dapat digunakan untuk mendeteksi distribusi suhu papan sirkuit selama operasi dan mengidentifikasi kondisi overheating yang tidak terlihat oleh mata telanjang. Selain menampilkan area yang terlalu panas, pencitraan termal inframerah kadang -kadang dapat mengidentifikasi komponen palsu atau cacat dengan karakteristik termal yang berbeda dari komponen asli.
Bagaimana cara menghilangkan panas dari papan sirkuit?
Metode umum termasuk heat sink, kipas pendingin, pipa panas, dan lapisan tembaga tebal. Biasanya, sirkuit yang menghasilkan lebih banyak panas membutuhkan kombinasi beberapa teknologi. Misalnya, mendinginkan prosesor dan tampilan chip laptop biasanya membutuhkan kombinasi heat sink, pipa panas, dan kipas.
Sirip pendingin dan kipas pendingin
Heat sink adalah komponen logam konduktif termal dengan luas permukaan yang besar, biasanya dipasang pada komponen seperti transistor daya dan perangkat switching. Heat sink mentransfer panas dari komponen ke area sekitarnya. Menambahkan kipas pendingin membantu menghilangkan panas lebih cepat, terutama untuk catu daya saat ini.
Pipa panas
Pipa panas cocok untuk pemasangan kompak di ruang terbatas. Tabung ini memberikan perpindahan panas pasif yang andal dan hemat biaya. Keuntungannya termasuk operasi bebas getaran, konduktivitas termal yang baik, biaya perawatan yang rendah, dan tidak ada bagian yang bergerak, menghasilkan operasi yang tenang. Pipa panas khas mengandung sejumlah kecil nitrogen, air, aseton, atau amonia. Cairan ini membantu menyerap panas, dan kemudian melepaskan uap yang merambat di sepanjang pipa. Ada kondensor di pipa, yang mengembun kembali menjadi bentuk cair ketika uap melewati, dan siklus dimulai lagi.
Array melalui lubang panas
Metode lain adalah menghubungkan sumber panas ke heat sink melalui struktur yang dirancang khusus, yang kami sebut lengan panas. Lengan termal ini berisi serangkaian lubang melalui vias termal, yang terletak di antara dua permukaan kontak. Dalam desain ini, penting untuk memastikan bahwa sumber panas dan radiator terhubung pada titik resistansi minimum untuk perpindahan panas. Dengan menambahkan lubang berlapis di dekat sumber panas, impedansi termal dapat dikurangi secara efektif dan kinerja disipasi panas dari bagian -bagian utama dari sirkuit dapat ditingkatkan.
Namun, perlu dicatat bahwa desain ini dapat meningkatkan berat papan sirkuit, menempati sejumlah ruang, dan dapat menyebabkan peningkatan kesulitan dan biaya manufaktur. Dibandingkan dengan lengan tanpa lubang berlapis, lubang berlapis ini hanya menghasilkan beberapa derajat perbedaan suhu yang sangat dekat dengan posisi mereka sendiri. Dalam desain teknik, perlu untuk secara komprehensif mempertimbangkan faktor -faktor ini untuk mencapai keseimbangan terbaik antara disipasi panas dan kinerja.
Di sebelah kiri adalah cangkang tanpa lubang melalui Di sebelah kanan adalah casing dengan 25 melalui lubang
Kawat tembaga tebal
Menggunakan lebih banyak tembaga menyediakan luas permukaan yang lebih besar, yang membantu mendistribusikan dan menghilangkan panas. Jenis papan sirkuit ini cocok untuk aplikasi daya tinggi.
Metode -metode ini memberikan berbagai pendekatan bagi desainer untuk memilih teknologi manajemen termal yang paling cocok berdasarkan persyaratan aplikasi tertentu.