تطبيق اللوحة الخلفية الحرارية لوحدة المعالجة المركزية

يعد استخدام اللوحة الخلفية ذات المبدد الحراري طريقة رائعة لتقليل الضغط الواقع على شريحة bga. تسمى الألواح الخلفية أحيانًا باللوحة الاحتياطية أو اللوحة الداعمة. ويعلم مهندسو الأنظمة الحرارية أن تصميماتهم لا يجب أن تقوم فقط بتبريد الإلكترونيات، بل يجب أيضًا أن تكون موثوقة ميكانيكيًا لتجنب الأعطال الميدانية المكلفة. تميل الأنظمة الإلكترونية عالية الأداء اليوم إلى استخدام أجهزة إلكترونية عالية الطاقة للغاية تتطلب حلولًا حرارية متطورة تستخدم أداءً عاليًا مثل خط راديان عالي الأداء من المبددات الحرارية التي تشمل الأنابيب الحرارية أو غرف البخار. بالإضافة إلى ذلك، يحتاج مهندسو النظام الحراري عمومًا إلى تضمين مواد واجهة حرارية عالية الأداء (TIMs) في الواجهة بين المبدد الحراري (أو اللوحة الباردة) والجهاز للحصول على أفضل أداء حراري.

تؤدي الضغوط البينية العالية عمومًا إلى خلق ضغوط ميكانيكية عالية. تميل الأجهزة مثل BGAs إلى تطوير ضغوط موضعية عالية في كرات اللحام الناتجة عن ضغط الواجهة، بالإضافة إلى أحمال الصدمات والاهتزاز والنقل. تعد اللوحة الخلفية المصممة بشكل صحيح عنصرًا أساسيًا في تصميمات الصوت، حيث تعمل على تقوية ودعم جهاز BGA (أو أي جهاز آخر) وتخفيف ضغوط الذروة الموضعية في كرات اللحام التي لا مفر منها في مثل هذه التصميمات.

تسبب كرات اللحام المفرطة الضغط العديد من المشكلات مثل تشقق كرة اللحام، ورفع لوحة PCB، وظاهرة تسمى "زحف" اللحام. "الزحف" هو تشوه مادي يحدث عندما تتشوه المواد - اللحام في هذه الحالة - بمرور الوقت تحت حمل ثابت. وهذا يختلف كثيرًا عن التشوهات البلاستيكية العادية التي تحدث عندما يتم الضغط على المواد بما يتجاوز نقطة إنتاجها. في اللحام، يحدث الزحف عند مستويات الإجهاد التي تكون أقل بكثير من نقطة خضوع اللحام. في صفائف كرات اللحام الكروية المتقاربة، يميل الزحف إلى تشويه كرات اللحام شديدة الضغط، والتي يمكن أن تؤدي بمرور الوقت إلى ظهور شورت حيث تتسطح الكرة المشوهة بدرجة كافية لإجراء اتصال جسدي مع كرة مجاورة. وهذا ما يسمى "جسر اللحام المستحث بالزحف". نظرًا لأن الزحف يمكن أن يحدث على مدى فترات طويلة من الزمن، فمن الصعب اكتشاف هذه الظاهرة وغالبًا ما تظهر عندما يكون النظام في الميدان - وأحيانًا يتعطل من أشهر إلى سنة أو أكثر بعد وضعه في الخدمة.

كما تعمل اللوحة الخلفية المصممة جيدًا على زيادة قدرة أنظمتك على مقاومة الأضرار الناجمة عن الصدمات والاهتزازات وأحمال النقل.