محلول اتلاف حرارت برد دولایه PCB

با ادامه بهبود عملکرد دستگاه های الکترونیکی، اتلاف گرما به چالشی تبدیل شده است که نمی توان آن را در طراحی نادیده گرفت. به خصوص در دو لایه با چگالی بالاPCBطراحی، راه حل های موثر اتلاف گرما به اطمینان از عملکرد پایدار طولانی مدت تجهیزات کمک می کند. در ادامه به طور عمده چندین راه حل اتلاف حرارت برای PCB دو لایه معرفی می شود.

1. چالش های اتلاف حرارت تخته های دو لایه

با توجه به محدودیت های ساختاری، دو لایهPCBدر اتلاف گرما با چالش هایی روبرو می شوید:

محدودیت فضا: ضخامت و فضای تخته های دولایه امکان طراحی اتلاف حرارت را محدود می کند.

غلظت منبع گرما: چیدمان اجزای با چگالی بالا ممکن است منجر به غلظت منبع گرما شود و خطر ایجاد نقاط داغ محلی را افزایش دهد.

مسیر هدایت گرما: مسیر هدایت حرارتی تخته های دو لایه نسبتا محدود است و برای بهبود راندمان اتلاف گرما باید بهینه شود.

2. محلول دفع گرما

1. طرح PCB را بهینه کنید

بهینه سازی چیدمان PCB مبنایی برای بهبود راندمان اتلاف حرارت است. در هنگام چیدمان باید عوامل زیر را در نظر گرفت:

اولین مورد پراکندگی اجزای گرمایش برای جلوگیری از تمرکز منابع گرما است. دوم اطمینان از کوتاه ترین مسیر انتقال حرارت بین اجزای گرمایش و اجزای اتلاف گرما (مانند رادیاتورها یا هیت سینک) است. سوم استفاده از نرم افزار شبیه سازی حرارتی برای پیش بینی نقاط داغ و راهنمایی بهینه سازی چیدمان.

2. از مواد رسانایی حرارتی بالا استفاده کنید

انتخاب یک ماده زیرلایه با رسانایی حرارتی بالا، مانند یک بستر سرامیکی یا یک ماده Tg بالا (دمای انتقال شیشه) FR-4، می تواند کارایی انتقال حرارت را از قطعه به PCB بهبود بخشد.

3. مسیر هدایت گرما را افزایش دهید

با افزایش مسیر حرارتی مانند استفاده از چسب حرارتی، پد حرارتی یا خمیر حرارتی، گرما از قطعه به سطح PCB هدایت می‌شود و سپس از طریق هیت سینک به محیط پخش می‌شود.

4. کاربرد رادیاتور و هیت سینک

نصب رادیاتورها یا هیت سینک ها در مکان های مناسب بر روی تخته های دو لایه می تواند راندمان اتلاف گرما را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. طراحی هیت سینک باید مسیرهای جریان هوا را برای بهینه سازی اتلاف گرما در نظر بگیرد.

5. فن آوری خنک کننده لوله حرارتی و اتاق بخار

برای کاربردهای با چگالی توان بالا، می توان از تکنیک های خنک کننده لوله حرارتی یا اتاق بخار استفاده کرد. این فناوری‌ها از اصل تغییر فاز استفاده می‌کنند تا گرما را به طور موثر از منبع گرما به سطح سینک گرما هدایت کنند.

6. فن آوری تصفیه سطح

استفاده از عملیات سیاه‌کردن یا سایر فن‌آوری‌های تصفیه سطح می‌تواند قابلیت‌های جذب و انتشار تشعشعات مادون قرمز را بر روی سطح PCB بهبود بخشد و در نتیجه اثر اتلاف گرمای همرفتی طبیعی را افزایش دهد.

7. فن و خنک کننده هوای اجباری

در جایی که فضا اجازه می دهد، می توان از فن ها برای خنک کردن هوای اجباری برای بهبود راندمان اتلاف گرما استفاده کرد. انتخاب و قرار دادن فن باید بهینه سازی جریان هوا را در نظر بگیرد.

8. سیستم خنک کننده مایع

برای کاربردهایی با بارهای حرارتی بسیار بالا، سیستم های خنک کننده مایع ممکن است در نظر گرفته شوند. با انتقال گرما به مایع، گرما از طریق سیستم گردش مایع پخش می شود.

راه حل های حرارتی موثر برای اطمینان از قابلیت اطمینان و عملکرد دو لایه مهم هستندPCB. با در نظر گرفتن جامع بهینه‌سازی چیدمان، انتخاب مواد، کاربرد اجزای خنک‌کننده و فن‌آوری پیشرفته خنک‌کننده، می‌توان یک راه‌حل خنک‌کننده برای برآوردن نیازهای بار حرارتی مختلف طراحی کرد. همانطور که دستگاه های الکترونیکی به سمت عملکرد بالاتر و اندازه های کوچکتر حرکت می کنند، تحقیقات و نوآوری در فناوری اتلاف گرما به چالش های رو به رشد اتلاف حرارت ادامه خواهد داد.