10 Teknik Terbukti Maksimalkan Kapasitas Arus dan Penyerapan Panas Trace PCB
Untuk PCB, panas yang dihasilkan adalah tantangan yang signifikan. Panas berlebih memengaruhi fungsi PCB dan dapat merusak komponennya. Harus ada penyerapan panas yang efektif untuk menangani pembangkitan panas. Namun, seiring semakin kecilnya bagian-bagian, kelebihan panas menjadi tantangan. Penyerapan panas terjadi secara alami melalui papan itu sendiri.
Jika penyerapan panas alami tidak cukup, penyerapan panas juga dapat terjadi melalui paksaan. Untuk memaksa penyerapan panas berlebih, Anda dapat menggunakan heat sink (kipas, radiator), pendingin udara, dan lain-lain. Ini akan mengarah pada kapasitas arus trace PCB yang lebih baik.
Lakukan Pemeriksaan Visual yang Teliti pada Papan PCB Anda
Saat merancang PCB, Anda harus memperhatikan untuk memaksimalkan penyerapan panas. Penyerapan panas yang tepat esensial untuk memberikan umur panjang pada PCB Anda. Ini juga akan memastikan bahwa PCB berfungsi dengan benar.
Ini adalah cara tercepat dan termudah untuk memeriksa papan PCB Anda. Pertama, Anda perlu mematikan daya ke PCB. Saat dalam kondisi mati, Anda dapat melanjutkan penyelidikan. Anda dapat mencoba menyentuh permukaan integrated circuits untuk memeriksa apakah terlalu panas. Jika papan Anda short circuit, Anda dapat memeriksa bekas terbakar. Ini adalah tanda cokelat yang akan Anda lihat pada papan hijau biasanya. Anda dapat menggunakan bekas terbakar ini untuk menentukan di mana desain PCB terlalu panas.
Kamera Infra Merah
Ada hanya sejumlah hal yang dapat Anda lihat dengan mata telanjang. Untuk menemukan di mana panas tinggi dihasilkan, Anda juga dapat menggunakan kamera infra merah.
Kamera infra merah juga disebut thermal imager. Kamera ini membuat panas termal terlihat. Anda dapat menggunakan ini untuk mengidentifikasi lokasi tepat yang menghasilkan panas berlebih. Ini dapat memberikan Anda pengukuran panas yang akurat. Kamera infra merah menggunakan lensa yang dapat fokus hingga garis 20µm. Beberapa kamera menciptakan thermal image lapis demi lapis dengan citra panjang gelombang terlihat.
Anda dapat menggunakan kamera infra merah untuk mendapatkan citra termal dari PCB yang baik bersama dengan yang terlalu panas. Membandingkan kedua citra akan membantu Anda menemukan area yang menghasilkan panas berlebih pada PCB Anda. Kamera infra merah sangat berharga dalam menganalisis kapasitas PCB untuk menyerap panas. Ini adalah cara yang baik untuk mengelola kapasitas arus trace PCB.
Analisis Termal
Selama analisis termal, PCB mengalami analisis yang ketat pada suhu yang bervariasi. Analisis ini membantu dalam mengukur bagaimana PCB akan berperilaku dalam lingkungan tertentu. Panas lingkungan adalah faktor yang dapat sangat memengaruhi PCB. Sebagian besar PCB beroperasi dalam lingkungan high tech.
Jadi, sangat penting untuk melihat bagaimana PCB Anda akan bekerja dalam kondisi lingkungan yang bervariasi.
Saat merancang PCB, Anda dapat menggunakan analisis termal untuk mensimulasikan berbagai kondisi. Teknik ini membantu dalam mengidentifikasi masalah termal dan area padat panas. Anda dapat secara efektif menangani masalah ini dalam tahap desain itu sendiri. Analisis termal esensial untuk mengoptimalkan PCB Anda bahkan sebelum konstruksi.
Penggunaan Daya Listrik
Alasan utama pembangkitan panas dalam PCB adalah pemanasan komponen yang dipasang pada papan. Saat mempertimbangkan penggunaan daya listrik, dua faktor memengaruhi penyerapan panas. Itu adalah distribusi daya pada PCB dan konsumsi daya per unit area. Alokasi yang tepat komponen di seluruh PCB esensial untuk meningkatkan penyerapan panas.
Dalam arah horizontal, susun perangkat konsumsi daya tinggi di dekat tepi. Dalam arah vertikal, Anda harus menyetujui perangkat konsumsi daya tinggi di dekat atas PCB. Perangkat konsumsi daya tinggi dan perangkat yang menghasilkan panas tinggi harus dekat dengan perangkat pendingin. Juga penting untuk menempatkan komponen pemanas tinggi jauh dari tepi atau sudut.
Itu kecuali jika Anda memiliki perangkat pendingin untuk mendinginkan perangkat pemanas tinggi. Perangkat pemanas tinggi dapat memengaruhi perangkat pemanas lebih rendah dan memanaskannya. Jika diatur dengan cukup, efek ini tidak akan terjadi. Perangkat mengkonsumsi lebih banyak daya untuk didistribusikan secara merata bersama dengan area PCB. Dengan menghindari area kepadatan daya tinggi, Anda dapat mempertahankan suhu permukaan yang konsisten. Ini adalah cara yang baik untuk memiliki kapasitas arus trace PCB yang baik.
Konveksi pada PCB
PCB secara umum memiliki beberapa komponen yang dipasang padanya. Semua komponen ini panas selama operasi. Untuk tetap beroperasi secara efektif, PCB perlu melepaskan panas ini. Penyerapan panas dapat terjadi secara otomatis atau melalui paksaan seperti penerapan heat sink. Konveksi dan radiasi adalah dua metode di mana penyerapan panas dapat terjadi. Konveksi adalah pemindahan panas dari komponen ke komponen.
Radiasi adalah penyerapan panas yang tidak memerlukan medium apa pun. PCB Anda harus terdiri dari bahan penyerap tinggi yang meningkatkan polusi. Peningkatan suhu radiator dan penurunan suhu penyerap meningkatkan radiasi. Sekarang jika konveksi dan radiasi tinggi, itu memengaruhi kapasitas penyerapan panas PCB secara menguntungkan.
Menggunakan Kalkulator Heat Sink Online
Kalkulator heat sink online adalah perangkat lunak yang dirancang secara khusus untuk menghitung heat sink. Ada berbagai kalkulator heat sink yang dimaksudkan untuk tugas yang berbeda. Anda hanya membutuhkan beberapa parameter untuk mengoperasikan kalkulator ini. Misalnya, beberapa kalkulator menghitung suhu maksimum yang dapat ditahan perangkat. Anda perlu memberikan parameter seperti suhu lingkungan maksimum dan daya yang diterapkan. Kemudian kalkulator akan menghitung suhu maksimum dan mengontrol perangkat yang dapat ditangani.
Beberapa kalkulator serupa menghitung kapasitas arus trace PCB, ukuran heat sink, dan lainnya. Ini tersedia secara gratis, dan Anda dapat menggunakannya untuk mengoptimalkan PCB Anda.
Menggunakan Dioda Pendeteksi Suhu
Anda juga dapat menggunakan dioda semi konduktor yang murah untuk mengukur penyerapan panas. Beberapa contoh dioda yang dapat Anda gunakan adalah 1N914, 1N4148, dan 1N400X. Dioda ini tidak akan memberikan pengukuran yang tepat. Namun, mereka masih dapat memberikan Anda perkiraan tentang pembangkitan panas melalui PCB. Anda dapat memasang dioda pada komponen seperti transistor, transformer, dan baterai. Untuk memantau suhu, Anda perlu menggunakan sensor dengan karakteristik suhu linier. Dan dioda seperti yang disebutkan adalah pilihan yang baik untuk deteksi suhu.
Gunakan Datasheet/tabel untuk Komponen PCB Umum
Datasheet seperti buku petunjuk yang dibuat oleh insinyur untuk insinyur. Ini berisi informasi yang tepat tentang cara kerja sebuah bagian. Saat Anda menggunakan datasheet, Anda perlu memastikan bahwa itu adalah datasheet terbaru untuk elemen yang diberikan. Merujuk ke datasheet terbaru esensial untuk memastikan bahwa Anda tidak mengalami kesalahan apa pun.
Anda dapat menemukan datasheet dengan spesifikasi detail untuk hampir setiap bagian. Ini termasuk properti termal dari hampir setiap komponen. Datasheet berguna untuk mendapatkan gambaran tentang pembangkitan panas dari setiap elemen PCB. Ini dapat membantu mengelola kapasitas arus trace PCB. Anda dapat menggunakan perkiraan ini untuk menentukan cara mengoptimalkan PCB untuk penyerapan panas.
Metode Konduktivitas Termal Efektif Volume Tertimbang
Dalam PCB, kegagalan satu komponen cukup untuk gagalnya operabilitas seluruh papan. Konduktivitas termal di antara komponen PCB tidak konstan. Jadi, sangat penting untuk mempertahankan desain termal yang baik untuk memastikan bahwa PCB dapat beroperasi pada suhu tinggi. Berat PCB per unit area merujuk pada ketebalan pelapisan tembaga pada papan laminasi. Untuk konduksi termal yang efisien, harus ada jalur tembaga yang kontinu. Konduktivitas termal juga dipengaruhi oleh jumlah via dalam PCB.
Kenaikan Suhu Trace PCB
Trace adalah jalur yang mengarahkan listrik di sekitar PCB. Trace ini juga dapat terlalu panas. Anda dapat menghitung kenaikan suhu trace PCB menggunakan P=I^2R, persamaan yang diambil dari hukum Ohm.
Ada dua faktor yang memengaruhi kenaikan suhu trace PCB. Itu adalah kapasitas arus trace PCB dan lebar trace. Kapasitas arus trace PCB adalah arus maksimum yang dapat diangkut oleh sebuah trace. Arus yang lebih tinggi akan membutuhkan lebar trace yang lebih tebal.
Ringkasan
Kami harap Anda menemukan artikel ini membantu. Untuk memberikan Anda gambaran umum, panas berlebih dapat memengaruhi fungsi PCB. Oleh karena itu, penting untuk mengidentifikasi titik yang menghasilkan panas berlebih. Jika PCB gagal melepaskan panas dengan benar, seluruh papan akan gagal. Itulah sebabnya Anda perlu sadar tentang cara merancang PCB Anda dan mengujinya untuk penyerapan panas yang optimal. Ini dapat menjadi proses yang ketat dan akan memerlukan pengujian, pengujian, dan lebih banyak pengujian.
Kami, di WellPCB, memiliki pengalaman dalam manufaktur PCB. Kami dapat memberi Anda tepatnya apa yang Anda butuhkan. Mengapa menunggu saat Anda dapat memiliki tim ahli kami memproduksi PCB Anda hari ini?
Hubungi kami untuk memulai!
