อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะสร้างความร้อนจำนวนหนึ่งเมื่อทำงาน เพื่อให้อุณหภูมิภายในอุปกรณ์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หากความร้อนไม่กระจายในเวลาที่เหมาะสม อุปกรณ์จะยังคงร้อนขึ้น อุปกรณ์จะล้มเหลวเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป ความน่าเชื่อถือของประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะลดลง ดังนั้นการรักษาความร้อนที่ดีของแผงวงจรจึงมีความสำคัญมาก การกระจายความร้อนของบอร์ด PCB เป็นลิงค์ที่สำคัญมาก ดังนั้นเทคนิคการกระจายความร้อนของบอร์ด PCB เป็นอย่างไร เราจะพูดถึงสิ่งต่อไปนี้
วิธีการ-1
การกระจายความร้อนผ่านบอร์ด PCB นั่นเอง บอร์ด PCB ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันคือพื้นผิวผ้าแก้วทองแดง / อีพ็อกซี่หรือพื้นผิวผ้าแก้วเรซินฟีนอล มีการใช้ลามิเนตทองแดงจากกระดาษจำนวนน้อย แม้ว่าพื้นผิวเหล่านี้จะมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและประสิทธิภาพการประมวลผลที่ยอดเยี่ยม แต่การกระจายความร้อนต่ำ เนื่องจากเป็นส่วนประกอบที่มีความร้อนสูงของเส้นทางการกระจายความร้อน แทบจะไม่สามารถคาดหวังการนำความร้อนจากเรซินของ PCB เอง แต่จากพื้นผิวของส่วนประกอบไปจนถึง การกระจายความร้อนของอากาศโดยรอบ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้เข้าสู่ยุคของชิ้นส่วนขนาดเล็ก การติดตั้งที่มีความหนาแน่นสูง และการประกอบชิ้นส่วนที่สร้างความร้อนสูง การพึ่งพาพื้นผิวของส่วนประกอบที่มีพื้นที่ผิวขนาดเล็กมากในการกระจายความร้อนนั้นไม่เพียงพอ ในขณะเดียวกัน เนื่องจากส่วนประกอบที่ติดตั้งบนพื้นผิวจำนวนมาก เช่น QFP และ BGA ความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบจะถูกส่งไปยัง PCB ในปริมาณมาก ดังนั้น ทางออกที่ดีที่สุดในการกระจายความร้อนคือการปรับปรุงความสามารถในการระบายความร้อนของ PCB เอง ซึ่งสัมผัสโดยตรงกับส่วนประกอบที่สร้างความร้อน และเพื่อนำความร้อนออกหรือกระจายผ่าน PCB
คำแนะนำเค้าโครง PCB:
อุปกรณ์ที่ไวต่อความร้อนจะถูกวางไว้ในบริเวณที่มีอากาศเย็น อุปกรณ์ตรวจจับอุณหภูมิถูกวางไว้ในตำแหน่งที่ร้อนที่สุด
ควรจัดเรียงอุปกรณ์บนกระดานพิมพ์เดียวกันเท่าที่จะเป็นไปได้ตามการสร้างความร้อนและระดับการกระจายความร้อน โดยอุปกรณ์ที่สร้างความร้อนน้อยหรือมีความต้านทานความร้อนต่ำ (เช่น ทรานซิสเตอร์สัญญาณขนาดเล็ก วงจรรวมขนาดเล็ก ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ฯลฯ) วางไว้ในสตรีมบนสุด (ที่ทางเข้า) ของกระแสลมระบายความร้อน และอุปกรณ์ที่สร้างความร้อนสูงหรือทนความร้อนได้ดี (เช่น ทรานซิสเตอร์กำลัง วงจรรวมขนาดใหญ่ ฯลฯ) วางไว้ใน ด้านล่างสุดของกระแสลมเย็น ในแนวนอน อุปกรณ์กำลังสูงจะถูกจัดเรียงให้ใกล้กับขอบของบอร์ดพิมพ์มากที่สุดเพื่อลดเส้นทางการถ่ายเทความร้อน ในแนวตั้ง อุปกรณ์กำลังสูงจะถูกจัดเรียงให้ใกล้กับด้านบนของกระดานพิมพ์มากที่สุด เพื่อลดผลกระทบของอุปกรณ์เหล่านี้ต่ออุณหภูมิของอุปกรณ์อื่นขณะทำงาน การกระจายความร้อนของแผ่นพิมพ์ในอุปกรณ์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการไหลของอากาศ ดังนั้นควรศึกษาเส้นทางการไหลของอากาศในระหว่างการออกแบบ และควรกำหนดค่าอุปกรณ์หรือแผงวงจรพิมพ์อย่างสมเหตุสมผล การไหลของอากาศมักจะไหลในที่ที่มีความต้านทานน้อย ดังนั้นเมื่อกำหนดค่าอุปกรณ์บนแผงวงจรพิมพ์ หลีกเลี่ยงการปล่อยให้มีช่องว่างขนาดใหญ่ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง เช่นเดียวกับการกำหนดค่าของบอร์ดหลายตัวในเครื่องที่สมบูรณ์ ควรวางอุปกรณ์ที่ไวต่ออุณหภูมิมากกว่าในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำที่สุด (เช่น ด้านล่างของอุปกรณ์) ห้ามวางไว้เหนืออุปกรณ์สร้างความร้อนโดยตรง และอุปกรณ์หลายตัวควรวางเรียงกันในระนาบแนวนอน วางอุปกรณ์ที่มีการใช้พลังงานสูงสุดและสร้างความร้อนสูงสุดใกล้กับตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับการกระจายความร้อน อย่าวางอุปกรณ์ที่ให้ความร้อนสูงกว่าไว้ที่มุมและรอบๆ ขอบของบอร์ดพิมพ์ เว้นแต่จะมีตัวระบายความร้อนอยู่ใกล้ๆ เลือกอุปกรณ์ที่ใหญ่ขึ้นหากเป็นไปได้เมื่อออกแบบตัวต้านทานกำลังไฟ และปรับเค้าโครงของบอร์ดเพื่อให้มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการกระจายความร้อน
วิธีการ-2
อุปกรณ์สร้างความร้อนสูงพร้อมฮีตซิงก์ บอร์ดนำความร้อน เมื่อมีอุปกรณ์ไม่กี่ชิ้นใน PCB เมื่อเกิดความร้อนสูง (น้อยกว่า 3) คุณสามารถเพิ่มฮีตซิงก์หรือท่อนำความร้อนบนอุปกรณ์สร้างความร้อน เมื่อ อุณหภูมิยังคงไม่สามารถลดลงได้ คุณสามารถใช้ฮีตซิงก์กับพัดลมเพื่อเพิ่มเอฟเฟกต์การกระจายความร้อน เมื่อมีอุปกรณ์สร้างความร้อนมากขึ้น (มากกว่า 3 ชิ้น) สามารถใช้ฮีตซิงก์ (บอร์ด) ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นฮีตซิงก์แบบพิเศษที่ปรับแต่งให้เหมาะกับตำแหน่งและความสูงของอุปกรณ์สร้างความร้อนบนบอร์ด PCB หรือฮีตซิงก์แบนขนาดใหญ่ อ่างล้างจานโดยใส่ตำแหน่งความสูงของส่วนประกอบต่างๆ กัน จากนั้นแผ่นระบายความร้อนจะถูกยึดเข้ากับพื้นผิวส่วนประกอบโดยรวม ทำให้สัมผัสกับส่วนประกอบแต่ละชิ้นและกระจายความร้อน อย่างไรก็ตามตัวระบายความร้อนไม่ได้ผลมากนักเนื่องจากความสูงของส่วนประกอบที่สอดคล้องกันต่ำเมื่อบัดกรีเข้าด้วยกัน โดยปกติแล้วจะมีการเพิ่มแผ่นเปลี่ยนเฟสความร้อนแบบอ่อนลงบนพื้นผิวส่วนประกอบเพื่อปรับปรุงการกระจายความร้อน
วิธีการ-3
สำหรับอุปกรณ์ที่มีการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบหมุนเวียนอิสระ วิธีที่ดีที่สุดคือการจัดวางวงจรรวม (หรืออุปกรณ์อื่นๆ) ในแนวยาวหรือแนวยาวในแนวนอน
