A Comprehensive Guide to PCB Temperature Management

Kupisa kwePCB kunoreva tembiricha iyo bhodhi redunhu rakadhindwa ( PCB ) rinoshanda kana kuti rinoonekwa pariri panguva yekushandiswa kwaro. Ipfungwa yakakosha mumashandisirwo emagetsi, sezvo ichikanganisa zvakananga kuvimbika, mashandiro, uye kuchengetedzeka kwePCB assembly.

Kuyerwa kwetembiricha yePCB kunowanzo kuratidzwa mumadhigirii Celsius (°C), inova chikamu chinoshandiswa pasi rose. Kune avo vanonyanya kujairana neFahrenheit, iri nyore shanduko formula inogona kushandiswa:

T(°F) = T(°C) × 1.8 + 32

Mainjiniya nevagadziri vanofanirwa kunyatsonzwisisa kuti tembiricha inokanganisa sei kutendeseka kwePCB magungano, kunyanya panguva yekugadzira kusati kwatanga kugadzirwa kwePCB. Zvikamu zvakasiyana zvePCB, zvakaita semaburi, mitsetse, maburi-maburi, maseru, uye masikisi emasolder, anotapukirwa nemhedzisiro yekupisa. Kupfuura tembiricha inokurudzirwa zvinogona kukonzera kukanganisa uye kukanganisa kushanda uye hupenyu hurefu hwePCB.

Iyo inobvumidzwa tembiricha yekushandisa yePCB zvinoenderana nezvinhu zvinoshandiswa mukuvaka kwayo, izvo zvinosiyana kubva kune imwe PCB kuenda kune imwe. FR-4, inowanzoshandiswa substrate zvinhu zvePCBs, igirazi rinodzoreredza girazi epoxy laminate inozivikanwa nekuvimbika kwayo. Inogona kutsungirira tembiricha kubva pa90°C kusvika 110°C.

Nekudaro, kune maapplication anoda yakakwirira tembiricha kushivirira, yakakwirira-tembiricha maPCB anoshandiswa. Aya maPCB anoratidzirwa ne tembiricha yepamusoro yegirazi (Tg), inodarika 170°C. Mimwe miitiro yeindasitiri inoisa chikumbaridzo chepamusoro-tembiricha maPCB pa150°C. Izvo zvakakosha kuti uzive kuti iyo chaiyo tsananguro yeyepamusoro-tembiricha PCB inogona kusiyana zvichienderana nekutsanangurwa kwemutengesi kana izvo chaizvo zvinodiwa zvekushandisa.

Maitiro ekuyera PCB tembiricha

Kuyera tembiricha yePCB nenzira kwayo kwakakosha pakuona nzvimbo dzinopisa uye kuona kushanda kwakanaka kwebhodhi. Heino dhairekitori rakadzama rekuita kuyera tembiricha yePCB zvinobudirira:

1. Ziva Panobva Kupisa Kwekutanga: Sarudza iyo huru-inogadzira chikamu paPCB, kazhinji iyo microcontroller kana microprocessor.
2. Tarisa Tembiricha Sensor: Ita shuwa kuti tembiricha sensor yakaiswa zvakanaka uye inoshanda. Iyo sensor inofanirwa kuiswa kuti inyatso kuyera tembiricha yeiyo yekutanga kupisa sosi.
3. Tsvaga Ground (GND) Pini: Tsvaga iyo GND pini, iyo inowanzobatanidzwa kune substrate yemhepo inopisa. Aya mapini anoita basa rakakosha kuendesa kupisa kune tembiricha sensor. Yakatenderedza 60% kusvika 65% yekupisa inogadzirwa inofamba kuburikidza neaya mapini eGND kune sensor nekuda kwekudzikira kwavo kupisa.
4. Gadzira Thermal Equilibrium:
   • Isa ndege yepasi pakati pezviyereso zvekushisa uye nzvimbo yekupisa. Izvi zvinobatsira mukugadzira iyo inoshanda thermal equilibrium.
   • Batanidza mapini eGND ega ega tembiricha sensor kune inopisa sosi yepasi ndege. Izvi zvinovimbisa nzira yakananga yekupisa yekupisa.
   • Isa ma sensor tembiricha uye sosi yekupisa padhuze nepaunogona napo. Izvi zvinoderedza kupisa kwekupisa uye kunovandudza kururamisa kwekuyera kwekushisa.

Nekutevera nhanho idzi, mainjiniya anogona kuyera chaizvo tembiricha yePCB uye kuona kuti anoshanda mukati metembiricha yakachengeteka. Iyi proactive nzira inobatsira mukukurumidza kuona uye kugadzirisa chero nyaya dzekupisa, kuvandudza kuvimbika uye kuita kwePCB.

Chii chinogamuchirwa tembiricha yekuwedzera kwePCB trace?

Kuwedzera kwetembiricha kunogamuchirika kwePCB trace kunowanzo tsanangurwa nekupisa kwegirazi (Tg) kwezvinhu zvePCB uye mamiriro ekushanda kwechishandiso.

1. Glass Transition Temperature (Tg): Tg ndiyo tembiricha iyo iyo PCB substrate zvinhu inoshanduka kubva payakaomarara kuenda kune yakapfava. Izvo zvakakosha kuve nechokwadi chekuti tembiricha yekushandisa yePCB inoramba iri pasi peiyo Tg kukosha kwekudzivirira kusagadzikana kwemakanika uye kukuvara kwebhodhi.
2. uchishandisa Temperature: Kupisa kwekushanda kwechigadzirwa kunofanira kunge kune 20 ° C kusvika 25 ° C yakaderera pane Tg kukosha kwezvinhu zvePCB. Semuenzaniso, kana kukosha kweTg kwePCB kuri 130 ° C, tembiricha yekushandisa inofanira kunge yakaderera kupfuura 110 ° C kuti ichengetedze kugadzikana.
3. Temperature Simuka: Tembiricha yekukwira kwePCB trace mutsauko uripo pakati petembiricha yetembiricha uye tembiricha yepakati. Kukwira kwetembiricha kwe10°C pamusoro petembiricha yepakati kunogamuchirwa, kunyangwe kukwira kusvika 20°C kungabvumidzwa zvichienderana nePCB zvinhu uye dhizaini.
4. Ikozvino Kugona: Ikozvino-yekutakura kugona kwePCB trace inotarwa nehupamhi hwayo, kuramba, uye yakanyanya kubvumidzwa tembiricha inokwira.

Kana tembiricha ichikwira ichipfuura zvinogamuchirika miganhu, zvinogona kukonzera overheating, kukanganisa kushanda uye kuvimbika PCB. Izvo zvakakosha kugadzira PCB traces ine hupamhi hwakakwana uye yekupisa manejimendi kuti ive nechokwadi chekuti inoshanda mukati metembiricha yakachengeteka.

Zvinowanzokonzera PCB Kupisa Kuwedzera

Kusashanda zvakanaka kweComponent Kunokonzera Kupisa : Kana chikamu chiri paPCB chikatadza kushanda zvakanaka uye chikatadza kugadzira simba rinotarisirwa, zvikamu zviri pedyo zvinofanirwa kubhadhara nekushanda nesimba. Kuwedzera uku kwesimba remagetsi kunotungamira mukupiswa kwekupisa, zvichikwidza tembiricha yese yePCB.

Kupindirana Kwemaburi Anopinda Nepakati : Zvinhu zvinopinda nepakati nepakati pePCB zvakakosha pakupa magetsi nekuparadza. Kana chitofu chisina kusungirirwa zvakanaka kana chimwe chikamu chikakanganisa chitofu, zvimwe zvikamu zvingafanira kushanda nesimba kuti zvidzore, zvichigadzira kupisa kwakawanda uye zvingangopfuura tembiricha dzakachengeteka dzekushanda.

Kutengesa Pasina Lead : Kutevedzera mitemo yezvinhu zvine njodzi, zvakaita semirairo yeEU's RoHS, kwakaita kuti pave nekushandiswa kwekutengesa kusina lead mumaPCB. Zvisinei, kutengesa kusina lead kunowanzova nenzvimbo yekunyunguduka yakakwira, zvichiita kuti maPCB ashande pakupisa kwakakwira. Izvi zvinogona kuomesa zvikamu uye kukonzera kupisa kwakawedzera.

Kureba kweChishandiso Chekuisa Pamusoro (SMD) : Kureba kwakakodzera pakati peSMDs nezvikamu zvinopinda nepaburi kwakakosha kuti magetsi afambe zvakanaka. Kana daro riri pakati pezvikamu izvi risiri iro, magetsi anogona kufamba kure, zvichiita kuti zvikamu zvinogamuchira mvura zvitonhore zvakanyanya. Izvi zvinogona kukonzera kuti zvimwe zvikamu zvigadzire simba rakawanda rekutsiva, zvichikonzera kupisa zvakanyanya.

Matambudziko eThermal Ekunze : Zvinhu zvakatipoteredza zvinogona kukanganisa zvakanyanya tembiricha yePCB. Tembiricha yakaderera kana kuti yakakwira zvakanyanya inogona kuisa kushushikana kwekupisa pabhodhi nezvikamu zvaro. Kuchinja kwetembiricha kunogona kukanganisa mashandiro echikamu, zvichikonzera kupisa zvakanyanya.

Macircuit Ane Frequency : MaPCB anoshandisa macircuit ane high-frequency, anowanikwa mumafoni, ma microwave applications, uye magadzirirwo ane high-speed akadai semafoni, anoda simba rakawanda, zvichiita kuti kupisa kuwedzere. Kunyatsotarisirwa kunodiwa kuti utarisire kupisa kupararire mumatunhu aya kudzivirira kupisa zvakanyanya.

Kunzwisisa izvi zvakajairika zvinokonzeresa tembiricha yePCB kwakakosha pakugadzira uye kubata maPCB nemazvo. Dhizaini yakakodzera, kusarudzwa kwechikamu, uye tekinoroji yekudziya inogona kubatsira kudzivirira kupisa uye kuve nechokwadi chekuvimbika uye hupenyu hurefu hwePCB mumashandisirwo akasiyana siyana.

Dzakajairwa Nzira dzekudzivirira Tembiricha Kuwedzera muPCBs

1. Kushandisa Kupisa Sinks: Kupisa kunyura kunoita basa rakakosha mukubvisa kupisa kubva kune zvikamu paPCB. Zvishandiso zvine high thermal conductivity, senge aruminiyamu kana mhangura, zvinowanzoshandiswa pakupisa sinks. Aya manyura anotora kupisa kubva kune zvikamu uye anoendesa kune mhepo yakapoteredza, kudzivirira kupisa.
   • Kupisa-kunyura Push-in Rivets: Aya ma rivets anosunga zvakachengetedzeka kupisa sinks kuPCBs, kuve nechokwadi chinoramba chichidzvanywa kusvika iyo inonamira yekupisa yapora. Yakagadzirwa nekupisa-yakagadzikana naironi 6/6 uye simbi chrome yakaiswa mukati.
2. Kushandiswa kweFans: Mafeni akakosha pakuchengetedza mhepo yakafanira mukati mePCB yakavharirwa, kubvisa kupisa uye kudzivirira kupisa. Mafan gadhi anodiwa kudzivirira marara kubva kuvharidzira kubuda kwemhepo.
   • Fan Guard, Plastic Snap-in: Yakareruka kuisa ine snap-in application yePCB yekutonhodza mafeni, yakagadzirwa neABS ine tembiricha yekushandisa kubva 0°C kusvika 60°C.
   • Mounts Fan – Breakaway: Silicone mountings inopa nyore uye nekukurumidza kuisirwa zvichienzaniswa neyakajairwa screw mounts, inopa kuvhunduka uye vibration dziviriro.
3. Kusarudzwa Kwezvinhu Zvakakodzera uye Zvikamu: Kusarudza zvinhu zvinodzivirira kupisa uye zvikamu zvepamusoro zvakakosha pakugadzira PCB inoshanda. Zvishandiso zvakaita seFR-4 uye yakakwira-frequency laminates inopa yakanakisa yekupisa zvivakwa uye dielectric maitiro. Thermal interface zvinhu zvinovandudza kupisa kupisa pakati penzvimbo.
   • Transistor Insulator - Pad: Inopa kushomeka kwekudzivirira kupisa kupisa paunenge uchipa magetsi ekudzivirira pakati pemidziyo yemagetsi uye simbi zvikamu. Yakagadzirwa nesilicone rabha uye fiberglass, ine tembiricha yekushandisa kubva -60 ° C kusvika 150 ° C.
4. Kuchengeta Nzvimbo Yakakwana: Kupatsanura kwakaringana pakati pezvikamu kwakakosha kudzivirira kukanganisa uye kupisa kuvaka. Non-threaded spacers uye PCB mbiru dzekutsigira dzinoita kuti chinhambwe chakakwana pakati pezvikamu, kudzivirira chizvarwa chekupisa nekuda kwekudyidzana.
   • Non-Threaded Spacer - Ceramic: Inoshandiswa kune yakakwirira-tembiricha PCB, yakagadzirwa neceramic ine tembiricha yekushandisa kubva -40°C kusvika 1700°C.
   • PCB Tsigira Mbiru - Arrowhead Snap-lock/Teardrop Snap-lock: Yakasungirirwa zviri nyore pamapuranga nemaoko, ichipa kusungirirwa kwakachengeteka uye kushoma protrusion. Yakagadzirwa nenaironi 6/6 ine tembiricha yekushanda ye -40°C kusvika 85°C.

Nekushandisa nzira idzi, mainjiniya anogona kunyatso kudzora kupisa uye kudzivirira kuwedzera tembiricha muPCB, kuve nechokwadi chekuita kwakavimbika uye hupenyu hurefu hwemidziyo yemagetsi.

mhedziso

Kupisa kwePCB chinhu chakakosha mukushandiswa kwemagetsi, zvichikanganisa zvakananga kuvimbika, kushanda, uye kuchengetedzeka kwema PCB assembly . Kuyerwa mumadhigirii Celsius, tembiricha yePCB inofanira kutarisirwa nokungwarira kudzivirira migumisiro yakaipa uye kuve nechokwadi chekuti inoshanda. Sarudzo yezvinhu zvePCB, zvakaita seFR -4 inowanzoshandiswa ine tembiricha iri pakati pe90°C kusvika 110°C, kana ma PCB ane tembiricha yepamusoro ane Tg inodarika 170°C, ndiyo inosarudza tembiricha inogamuchirwa yekushanda. Mainjiniya anofanirwa kunzwisisa zvinhu izvi panguva yekugadzira kuti adzivise matambudziko ekupisa zvakanyanya.

Kuyera kwakaringana tembiricha yePCB kwakakosha pakuona nekukurumidza uye kugadzirisa nyaya dzekupisa. Izvi zvinosanganisira kuona kwainobva kupisa kwekutanga, kuve nechokwadi chekuiswa kwakaringana kwemasensa ekupisa, uye kugadzira kuenzana kwekupisa. Nekutevera nhanho idzi, mainjiniya anogona kunyatso tarisisa uye kubata PCB tembiricha kuchengetedza yakachengeteka mamiriro ekushanda uye kudzivirira kuderera kwekuita.

Kudzivirira kuwedzera kwekushisa muPCB kunoda musanganiswa wemaitiro ekugadzira uye tekinoroji manejimendi. Masingi ekupisa anogadzirwa nezvinhu zvakaita sealuminium kana mhangura, pamwe chete nemafeni ekuyerera kwemhepo, anobatsira kubvisa kupisa zvakanaka. Kusarudza zvinhu zvakakodzera uye zvikamu, senge kupisa-resistant substrates uye thermal interface zvinhu, kwakakosha kune inoshanda yekupisa manejimendi. Pamusoro pezvo, kuchengetedza nzvimbo yakakwana pakati pezvikamu zvinodzivirira kukanganisa uye kupisa kuvaka, kuve nechokwadi chekushanda kwakakwana uye hupenyu hurefu hwePCB mumashandisirwo akasiyana siyana.

FAQ

Ndeipi basa rinoitwa nekupisa bhasikoro muPCB kuvimbika?

Thermal cycling inoreva maitiro ePCB anosangana nenguva dzekudziya uye kutonhora panguva yekushanda kana shanduko yemamiriro ekunze. Iyi cyclic stress inogona kutungamirira kumagetsi uye magetsi kukundikana nekufamba kwenguva, kukanganisa kuvimbika kwenguva refu kwemagungano emagetsi. Mainjiniya anofanirwa kufunga nezvekupisa bhasikoro mhedzisiro muPCB dhizaini kuti ive nechokwadi chekuti zvikamu uye zvigadzirwa zvinogona kumirisana neizvi zvinonetsa pasina kukanganisa kuita kana hupenyu.

Humidity inobata sei PCB tembiricha mutemo?

Humidity inogona kukanganisa PCB tembiricha regulation nekuchinja thermal conductivity uye kukonzera condensation, izvo zvinogona kutungamira mukuora uye magetsi mapfupi. Huwandu hwehunyoro hwepamusoro hunogona kuderedza kushanda kwemaitiro ekutonhodza senge madhishi ekupisa uye mafeni, zvinogona kusimudza tembiricha yePCB kupfuura miganho yekushanda yakachengeteka. Vagadziri vanofanirwa kuverengera kusiyanisa humidity kwezvakatipoteredza uye kushandisa hunyoro-inodzivirira zvinhu uye machira kudzikamisa izvi mhedzisiro.

Ndezvipi zvinorehwa nePCB trace wide pane tembiricha manejimendi?

PCB inoteedzera hupamhi inokonzeresa kukwira kwekushisa nekuda kwekuita kwayo pakupokana kwemagetsi uye ikozvino-yekutakura kugona. Nhete dzakatetepa dzinoratidza kupikisa kwepamusoro, zvichikonzera kuwedzera kupisa chizvarwa panguva yekushanda. Mainjiniya anofanirwa kuverenga kuteedzera hupamhi zvichibva pane zvazvino mitoro uye inodiwa yekukwira tembiricha miganho kudzivirira kupisa uye kuve nechokwadi chekuita kwakavimbika kwemaseketi emagetsi.

Nei kusarudzwa kwezvinhu zvekushisa kwakakosha muPCB dhizaini?

Thermal interface materials (TIMs) inofambisa kufambisa kupisa kwakanyatsonaka pakati pePCB zvikamu uye kupisa kunonyura kana kuvharirwa. Sarudzo yeTIM inokanganisa zvakanyanya kupisa kwemafuta, kuve nechokwadi chekupisa kwakaringana uye kudzivirira tembiricha kuvaka iyo inogona kusvibisa mashandiro echikamu kana kuvimbika. Mainjiniya anoongorora zvivakwa zveTIM senge thermal impedance, kusimba, uye kureruka kwekushandisa kusimudzira kudziya kwehutongi mumidziyo yemagetsi.

Ko PCB yekutarisa inokanganisa sei kugona kwekupisa kupisa?

PCB orientation inokanganisa kupisa kwekupisa nekukanganisa mafambiro emhepo uye kupisa kwemhepo mukati mezvivharo zvemagetsi. Vertical against horizontal mounting yePCBs inogona kukanganisa kushanda kwemaitiro ekutonhodza akadai semafeni nemadhishi ekupisa. Magadzirirwo ekufunga anofanirwa kusanganisira kukwidziridza PCB yekumisikidza kuti iwedzere kutonhora kwechisikigo kana kumanikidza, nekudaro kuchengetedza tembiricha yakachengeteka yekushandisa uye kurebesa hupenyu hwechishandiso.