الصفحة الرئيسية > موارد > المدونات > 10 تقنيات فعالة لتبديد حرارة لوحة الدوائر المطبوعة لتعزيز موثوقية الأجهزة الإلكترونية 2023-08-09مراسل: SprintPCB
في مجال الإلكترونيات الحديث، ومع استمرار تقلص أحجام الأجهزة وتحسّن أدائها، أصبحت مشاكل إدارة الحرارة أكثر بروزًا ولا يمكن تجاهلها. وكما قال أحد الحكماء: "غالبًا ما يصاحب التقدم التكنولوجي إطلاق حرارة". فالحرارة التي تولدها الأجهزة الإلكترونية أثناء التشغيل، إن لم تُعالج وتُبدد بشكل صحيح، قد تُشكل تهديدًا غير محسوس، يُهدد بهدوء استقرار المعدات وعمرها الافتراضي. في هذا العالم الرقمي المتغير باستمرار، لا يُعد إتقان التقنيات الأساسية لتبريد لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) ضمانًا لتعزيز موثوقية الأجهزة الإلكترونية فحسب، بل يُعد أيضًا مسارًا أساسيًا نحو الريادة في مجال التكنولوجيا.
تُولّد الأجهزة الإلكترونية قدرًا معينًا من الحرارة أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها الداخلية بسرعة. إذا لم تُبدد هذه الحرارة بسرعة، فسيستمر الجهاز في السخونة، مما يؤدي إلى تلف مكوناته نتيجةً لارتفاع درجة حرارته، مما يُقلل من موثوقيته وأدائه. لذلك، من الضروري إدارة تبديد حرارة لوحة الدائرة بفعالية. يلعب تبديد الحرارة في لوحات الدوائر المطبوعة دورًا حيويًا، لذا دعونا نناقش بعض تقنيات تبديد الحرارة في لوحات الدوائر المطبوعة. تشمل مواد لوحات الدوائر المطبوعة الشائعة الاستخدام لتبديد الحرارة ركيزة قماش زجاجي إيبوكسي مُغلفة بالنحاس أو ركيزة قماش زجاجي من راتنج فينولي، مع استخدام عدد قليل أيضًا لألواح نحاسية مُغلفة بالورق. على الرغم من أن هذه الركائز تتمتع بخصائص كهربائية ومعالجة ممتازة، إلا أن تبديدها للحرارة ضعيف. كطريقة تبريد للمكونات عالية الحرارة، يكاد يكون من المستحيل الاعتماد على التوصيل الحراري عبر راتنج لوحة الدوائر المطبوعة نفسه، بل يتم تبديد الحرارة من سطح المكونات إلى الهواء المحيط. مع دخول المنتجات الإلكترونية عصر المكونات المصغّرة، والتجميع عالي الكثافة، وتوليد الحرارة العالية، أصبح الاعتماد فقط على مساحة سطح المكونات الصغيرة لتبديد الحرارة غير كافٍ. في الوقت نفسه، ونظرًا للاستخدام الواسع للمكونات المثبتة على السطح مثل QFP وBGA، تنتقل الحرارة المتولدة من المكونات الإلكترونية على نطاق واسع إلى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). لذلك، فإن الطريقة الأكثر فعالية لمعالجة تبديد الحرارة هي تعزيز قدرة لوحة الدوائر المطبوعة على تبديد الحرارة عند التلامس المباشر مع المكونات المولدة للحرارة، مما يسمح بتوصيل الحرارة أو تبديدها عبرها.
بالنسبة للمعدات التي تستخدم تبريد الهواء بالحمل الحراري الحر، يُفضل ترتيب الدوائر المتكاملة (أو المكونات الأخرى) رأسيًا أو أفقيًا. لتحقيق تبديد فعال للحرارة من خلال نظام توجيه مُصمم جيدًا، يُعدّ تعزيز الاحتفاظ بمسارات النحاس ودمج فتحات حرارية من الطرق الأساسية. نظرًا لضعف الموصلية الحرارية للراتنج داخل مادة اللوحة، تعمل مسارات النحاس وفتحاته كموصلات فعالة للحرارة. يتطلب تقييم قدرة لوحة الدوائر المطبوعة على تبديد الحرارة حساب الموصلية الحرارية المكافئة للمادة المركبة، والتي تتكون من مواد مختلفة ذات موصليات حرارية مختلفة، والمستخدمة في الطبقة العازلة للوحة الدوائر المطبوعة. يجب ترتيب المكونات على لوحة الدوائر المطبوعة نفسها في مناطق بناءً على قدرتها على توليد الحرارة وتبديدها. يجب وضع المكونات ذات توليد الحرارة المنخفض أو مقاومتها المنخفضة، مثل ترانزستورات الإشارة الصغيرة، والدوائر المتكاملة صغيرة الحجم، والمكثفات الإلكتروليتية، أمام تيار هواء التبريد (المدخل). يجب وضع المكونات ذات توليد الحرارة العالي أو مقاومة الحرارة الأفضل، مثل ترانزستورات الطاقة والدوائر المتكاملة كبيرة الحجم، في اتجاه مجرى تدفق هواء التبريد. في الاتجاه الأفقي، يجب ترتيب الأجهزة عالية الطاقة أقرب إلى حافة لوحة الدائرة المطبوعة لتقصير مسار انتقال الحرارة. في الاتجاه الرأسي، يجب وضع الأجهزة عالية الطاقة أعلى لوحة الدائرة المطبوعة لتقليل تأثيرها على درجات حرارة المكونات الأخرى. يعتمد تبديد الحرارة داخل لوحة الدائرة المطبوعة بشكل أساسي على تدفق الهواء. لذلك، من الضروري خلال مرحلة التصميم دراسة مسارات تدفق الهواء وتحديد مواقع المكونات أو لوحة الدائرة المطبوعة بشكل استراتيجي. يميل الهواء إلى التدفق نحو مناطق ذات مقاومة أقل عند الحركة، لذلك عند وضع المكونات على لوحة دائرة مطبوعة، من المهم تجنب ترك فراغات كبيرة في منطقة معينة. يجب أيضًا مراعاة نفس النقاط عند تركيب لوحات دوائر مطبوعة متعددة داخل التجميع. يُنصح بوضع المكونات الحساسة للحرارة في منطقة ذات درجة حرارة منخفضة (مثل الجزء السفلي من الجهاز). تجنب وضعها مباشرة فوق المكونات التي تُصدر حرارة. عند التعامل مع عدة مكونات، يُفضل ترتيبها بشكل متداخل على مستوى أفقي. ضع المكونات ذات أعلى استهلاك للطاقة وأعلى توليد للحرارة بالقرب من أفضل موقع لتبديد الحرارة. تجنب وضع المكونات عالية الحرارة في زوايا وحواف لوحة الدائرة المطبوعة إلا إذا كانت هناك أجهزة تبديد حرارة مرتبة بالقرب منها. عند تصميم مقاومات الطاقة، اختر مكونات أكبر حجمًا كلما أمكن، وتأكد من وجود مساحة كافية لتبديد الحرارة عند تعديل تصميم لوحة الدائرة المطبوعة.قلل من تركيز النقاط الساخنة على لوحة الدوائر المطبوعة، ووزّع الطاقة بالتساوي قدر الإمكان على اللوحة للحفاظ على أداء موحد وثابت لدرجة حرارة سطحها. غالبًا ما يكون تحقيق توزيع موحد صارم أمرًا صعبًا في عملية التصميم، ولكن من الضروري تجنب المناطق ذات كثافة الطاقة العالية جدًا. يُتخذ هذا الاحتياط لمنع ظهور النقاط الساخنة التي قد تؤثر سلبًا على التشغيل العادي للدائرة. يُعدّ إجراء تحليل الطاقة الحرارية للدوائر المطبوعة أمرًا ضروريًا إذا سمحت الظروف بذلك. يُمكن أن يُساعد تضمين وحدات برامج تحليل مؤشر الطاقة الحرارية في بعض برامج تصميم لوحات الدوائر المطبوعة الاحترافية مهندسي التصميم في تحسين تصميم الدوائر. في مجال التكنولوجيا المتقدمة الحديث، تتزايد أهمية تقنيات إدارة الحرارة في لوحات الدوائر المطبوعة. وكما يجب على المهندس المعماري المتميز مراعاة استقرار ناطحة سحاب عند تصميمها، يجب على مهندسي الإلكترونيات أيضًا التركيز على تدفق الحرارة وتشتيتها عند تصميم لوحات الدوائر. من خلال التصميم المتقن، واختيار المواد المناسبة لتبديد الحرارة، والاستفادة الكاملة من أدوات التصميم الحديثة، يُمكننا إنشاء "نظام تحكم مثالي في درجة الحرارة" داخل الأجهزة الإلكترونية، مما يسمح لكل مكون بالعمل بكفاءة في درجات حرارة مناسبة ويصدر بريقًا باهرًا. وكما تزدهر الحضارة الإنسانية بالابتكار، تواصل التكنولوجيا الإلكترونية تطورها من خلال الإدارة الحرارية. فلنتحد معًا على منصة التكنولوجيا، ونسعى جاهدين لبناء عالم إلكتروني أكثر ذكاءً وكفاءةً وموثوقية!تستمر التكنولوجيا الإلكترونية في التطور من خلال الإدارة الحرارية. فلنتحد معًا على منصة التكنولوجيا، ونسعى جاهدين لبناء عالم إلكتروني أكثر ذكاءً وكفاءةً وموثوقية!تستمر التكنولوجيا الإلكترونية في التطور من خلال الإدارة الحرارية. فلنتحد معًا على منصة التكنولوجيا، ونسعى جاهدين لبناء عالم إلكتروني أكثر ذكاءً وكفاءةً وموثوقية!
دعم العملاء
المبنى A19 وC2، منطقة فوتشياو رقم 3، شارع فوهاي، منطقة باوآن، شنتشن، الصين 
+86 0755 2306 7700
لغة
