IC -pakkette maak staat op PCB vir hitte-afvoer. Oor die algemeen is PCB die belangrikste verkoelingmetode vir hoëkrag -halfgeleier -toestelle. ‘N Goeie PCB -hitte -afvoerontwerp het ‘n groot impak; dit kan die stelsel goed laat werk, maar kan ook die verborge gevaar van termiese ongelukke begrawe. Die versigtige hantering van die uitleg van die PCB, bordstruktuur en toestelmontage kan help om die hitte-afvoerprestasie vir toepassings met medium en hoë krag te verbeter.

Halfgeleiervervaardigers sukkel om stelsels wat hul toestelle gebruik, te beheer. ‘N Stelsel met ‘n IC geïnstalleer is egter van kritieke belang vir die algehele toestelprestasie. Vir pasgemaakte IC-toestelle werk die stelselontwerper tipies nou saam met die vervaardiger om te verseker dat die stelsel aan die vele hitte-afvoervereistes van toestelle met hoë krag voldoen. Hierdie vroeë samewerking verseker dat die IC aan die elektriese en prestasiestandaarde voldoen, terwyl dit die korrekte werking van die klant se verkoelingstelsel verseker. Baie groot halfgeleierondernemings verkoop toestelle as standaardkomponente, en daar is geen kontak tussen die vervaardiger en die eindtoepassing nie. In hierdie geval kan ons slegs ‘n paar algemene riglyne gebruik om ‘n goeie passiewe oplossing vir hitte -afvoer vir IC en stelsel te bereik.

Die algemene tipe halfgeleierpakket is ‘n kaal pad of PowerPADTM -pakket. In hierdie pakkette word die chip gemonteer op ‘n metaalplaat genaamd ‘chip chip’. Hierdie soort chippad ondersteun die chip in die proses van chipverwerking, en is ook ‘n goeie termiese weg vir hitte -afvoer van toestelle. As die verpakte kussing aan die PCB gelas word, word hitte vinnig uit die verpakking en in die PCB gelaat. Die hitte word dan deur die PCB -lae in die omliggende lug versprei. Pakkette vir kaal kussings dra gewoonlik ongeveer 80% van die hitte deur die onderkant van die verpakking na die PCB. Die oorblywende 20% van die hitte word deur die apparaatdrade en verskillende kante van die verpakking vrygestel. Minder as 1% van die hitte ontsnap deur die bokant van die verpakking. In die geval van hierdie kussingspakkette, is ‘n goeie ontwerp van PCB-hitte-afvoer noodsaaklik om die prestasie van sekere toestelle te verseker.

Die eerste aspek van PCB -ontwerp wat die termiese prestasie verbeter, is die uitleg van die PCB -toestel. Waar moontlik moet die hoë-krag-komponente op die PCB van mekaar geskei word. Hierdie fisiese afstand tussen hoëkragkomponente maksimeer die PCB-oppervlakte rondom elke hoëkragkomponent, wat help om ‘n beter hitte-oordrag te verkry. Let daarop dat temperatuurgevoelige komponente geskei moet word van komponente met ‘n hoë krag op die PCB. Waar moontlik moet hoëkragkomponente weg van die hoeke van die PCB geleë wees. ‘N Meer tussenliggende PCB-posisie maksimeer die bordoppervlak rondom die hoë-krag-komponente, en help sodoende om hitte te verdryf. Figuur 2 toon twee identiese halfgeleier -toestelle: komponente A en B. Komponent A, geleë op die hoek van die PCB, het ‘n chip -aansluitingstemperatuur 5% hoër as komponent B, wat meer sentraal geplaas is. Die hitte -afvoer op die hoek van komponent A word beperk deur die kleiner paneelarea rondom die komponent wat gebruik word vir hitte -afvoer.

Die tweede aspek is die struktuur van PCB, wat die deurslaggewendste invloed het op die termiese prestasie van PCB -ontwerp. As ‘n algemene reël, hoe meer koper die PCB het, hoe hoër is die termiese prestasie van die stelselkomponente. Die ideale situasie vir warmteafvoer vir halfgeleiers is dat die chip op ‘n groot blok vloeistofgekoelde koper gemonteer is. Dit is nie prakties vir die meeste toepassings nie, dus moes ons ander PCB -veranderinge aanbring om die hitte -afvoer te verbeter. Vir die meeste toepassings vandag krimp die totale volume van die stelsel, wat die prestasie van hitte -afvoer nadelig beïnvloed. Groter PCBS het meer oppervlakte wat gebruik kan word vir hitte-oordrag, maar het ook meer buigsaamheid om genoeg ruimte tussen hoë-krag komponente te laat.

Waar moontlik, maksimaliseer die aantal en dikte van PCB -koperlae. Die gewig van koper is oor die algemeen groot, wat ‘n uitstekende termiese weg is vir die hele PCB -hitte -afvoer. Die rangskikking van die bedrading van die lae verhoog ook die totale swaartekrag van koper wat vir hittegeleiding gebruik word. Hierdie bedrading is egter gewoonlik elektries geïsoleer, wat die gebruik daarvan as ‘n moontlike hittebak beperk. Die aarding van die toestel moet so elektries moontlik aan soveel aardingslae gekoppel word om die warmtegeleiding te maksimeer. Hitte -afvoergate in die PCB onder die halfgeleierapparaat help hitte om die ingebedde lae van die PCB binne te gaan en na die agterkant van die bord oor te dra.

Die boonste en onderste lae van ‘n PCB is ‘uitstekende plekke’ vir verbeterde verkoeling. Deur wyer drade te gebruik en weg te lei van toestelle met hoë krag, kan dit ‘n termiese weg bied vir hitte-afvoer. Spesiale hittegeleidingskaart is ‘n uitstekende metode vir PCB -hitte -afvoer. Die termiese geleidende plaat is aan die bokant of agterkant van die PCB geleë en is termies aan die toestel gekoppel deur óf ‘n direkte koperverbinding óf ‘n termiese deurgat. In die geval van inlynverpakking (slegs met leidings aan weerskante van die verpakking), kan die warmtegeleidingsplaat aan die bokant van die printplaat, in die vorm van ‘n “hondebeen”, geleë wees (die middel is so smal soos die verpakking, die koper weg van die verpakking het ‘n groot oppervlakte, klein in die middel en groot aan beide kante). In die geval van ‘n vierkantige verpakking (met leidings aan al vier kante), moet die hittegeleidingsplaat aan die agterkant van die printplaat of in die printplaat geleë wees.

Die verhoging van die grootte van die warmtegeleidingsplaat is ‘n uitstekende manier om die termiese prestasie van PowerPAD -pakkette te verbeter. Verskillende grootte van die warmtegeleidingsplaat het ‘n groot invloed op die termiese prestasie. ‘N Tabelblad oor die produkinformasie bevat hierdie afmetings. Maar dit is moeilik om die impak van bygevoegde koper op persoonlike PCBS te kwantifiseer. Met aanlyn sakrekenaars kan gebruikers ‘n toestel kies en die grootte van die koperblokkie verander om die effek daarvan op die termiese prestasie van ‘n nie-JEDEC PCB te skat. Hierdie berekeningsinstrumente beklemtoon die mate waarin PCB -ontwerp die prestasie van die hitte -afvoer beïnvloed. Vir pakkette met vier kante, waar die oppervlakte van die boonste laag net minder is as die kaal oppervlak van die toestel, is inbedding of agterlaag die eerste metode om beter verkoeling te verkry. Vir dubbele in-line pakkette kan ons die “hondbeen” padstyl gebruik om hitte af te lei.

Laastens kan stelsels met groter PCBS ook vir verkoeling gebruik word. Die skroewe wat gebruik word om die PCB te monteer, kan ook effektiewe termiese toegang tot die basis van die stelsel bied as dit aan die termiese plaat en grondlaag gekoppel is. Met inagneming van termiese geleidingsvermoë en koste, moet die aantal skroewe gemaksimaliseer word totdat die opbrengs verminder. Die metaal -PCB -versteviger het meer koelarea nadat dit aan die termiese plaat gekoppel is. Vir sommige toepassings waar die PCB -behuizing ‘n dop het, het die TYPE B -soldeerstofmateriaal ‘n hoër termiese prestasie as die lugverkoelde dop. Koeloplossings, soos waaiers en vinne, word ook algemeen gebruik vir stelselverkoeling, maar dit verg dikwels meer ruimte of vereis ontwerpaanpassings om verkoeling te optimaliseer.

Om ‘n stelsel met hoë termiese prestasie te ontwerp, is dit nie genoeg om ‘n goeie IC -toestel en ‘n geslote oplossing te kies nie. Die skedulering van IC -koelprestasie hang af van DIE PCB en die kapasiteit van die verkoelingstelsel sodat IC -toestelle vinnig kan afkoel. Die passiewe verkoelingmetode hierbo genoem kan die hitte -afvoerprestasie van die stelsel aansienlik verbeter.