طريقة الاستخدام PCB لتبديد الحرارة حزمة IC؟

الجانب الأول من تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الذي يمكن أن يحسن الأداء الحراري هو تخطيط جهاز ثنائي الفينيل متعدد الكلور. كلما أمكن ، يجب فصل المكونات عالية الطاقة الموجودة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور عن بعضها البعض. يعمل هذا الفصل المادي بين المكونات عالية الطاقة على زيادة مساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور حول كل مكون عالي الطاقة ، مما يساعد على تحقيق توصيل حراري أفضل. يجب توخي الحذر لعزل المكونات الحساسة لدرجة الحرارة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور عن المكونات عالية الطاقة. كلما كان ذلك ممكنًا ، يجب أن يكون موقع تركيب المكونات عالية الطاقة بعيدًا عن زوايا ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يمكن أن يؤدي موقع PCB الأكثر مركزية إلى زيادة مساحة اللوحة حول المكونات عالية الطاقة ، وبالتالي المساعدة في تبديد الحرارة. يوضح الشكل 2 جهازين متطابقين من أشباه الموصلات: المكون A والمكون B. يقع المكون A في زاوية PCB وله درجة حرارة تقاطع القالب أعلى بنسبة 5 ٪ من المكون B لأن المكون B يقع بالقرب من الوسط. نظرًا لأن مساحة اللوحة حول المكون لتبديد الحرارة أصغر ، فإن تبديد الحرارة في ركن المكون A محدود.

كيفية استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتبديد حرارة عبوة IC؟

الجانب الثاني هو هيكل ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، الذي له التأثير الأكثر حسماً على الأداء الحراري لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. المبدأ العام هو: كلما زاد النحاس في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، زاد الأداء الحراري لمكونات النظام. الوضع المثالي لتبديد الحرارة لأجهزة أشباه الموصلات هو أن الرقاقة مركبة على قطعة كبيرة من النحاس المبرد بالسائل. بالنسبة لمعظم التطبيقات ، تعتبر طريقة التثبيت هذه غير عملية ، لذلك يمكننا فقط إجراء بعض التغييرات الأخرى على ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتحسين أداء تبديد الحرارة. بالنسبة لمعظم التطبيقات اليوم ، يستمر الحجم الإجمالي للنظام في الانكماش ، مما يؤثر سلبًا على أداء تبديد الحرارة. كلما زاد حجم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، زادت المساحة التي يمكن استخدامها للتوصيل الحراري ، كما أنها تتمتع بقدر أكبر من المرونة ، مما يتيح مساحة كافية بين المكونات عالية الطاقة.

كلما أمكن ، قم بزيادة عدد وسمك الطائرات الأرضية النحاسية ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يكون وزن النحاس الموجود في الطبقة الأرضية كبيرًا نسبيًا بشكل عام ، وهو مسار حراري ممتاز لثنائي الفينيل متعدد الكلور بأكمله لتبديد الحرارة. سيؤدي ترتيب الأسلاك لكل طبقة أيضًا إلى زيادة النسبة الإجمالية للنحاس المستخدم للتوصيل الحراري. ومع ذلك ، عادة ما تكون هذه الأسلاك معزولة كهربائيًا وحراريًا ، مما يحد من دورها كطبقة محتملة لتبديد الحرارة. يجب أن تكون أسلاك المستوى الأرضي للجهاز كهربائية قدر الإمكان مع العديد من الطائرات الأرضية ، وذلك للمساعدة في زيادة توصيل الحرارة إلى أقصى حد. تساعد فتحات تبديد الحرارة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور تحت جهاز أشباه الموصلات الحرارة على دخول الطبقات المدفونة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتوصيلها إلى الجزء الخلفي من لوحة الدائرة.

لتحسين أداء تبديد الحرارة ، تعتبر الطبقات العليا والسفلى لثنائي الفينيل متعدد الكلور “مواقع ذهبية”. استخدم أسلاكًا أوسع وقم بتوجيهها بعيدًا عن الأجهزة عالية الطاقة لتوفير مسار حراري لتبديد الحرارة. اللوح الحراري المخصص هو طريقة ممتازة لتبديد حرارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. توجد اللوحة الحرارية بشكل عام في الجزء العلوي أو الخلفي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وهي متصلة حراريًا بالجهاز من خلال توصيلات نحاسية مباشرة أو فتحات حرارية. في حالة العبوة المضمنة (الحزم ذات الخيوط على كلا الجانبين) ، يمكن وضع هذا النوع من لوحة التوصيل الحراري أعلى PCB وشكلها مثل “عظم الكلب” (الوسط ضيق مثل العبوة ، و المساحة البعيدة عن العبوة صغيرة نسبيًا وكبيرة وصغيرة في المنتصف وكبيرة في الأطراف). في حالة وجود حزمة من أربعة جوانب (توجد خيوط على الجوانب الأربعة) ، يجب وضع لوحة التوصيل الحراري في الجزء الخلفي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو إدخال PCB.

كيفية استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتبديد حرارة عبوة IC؟

تعد زيادة حجم اللوحة الحرارية طريقة ممتازة لتحسين الأداء الحراري لحزمة PowerPAD. أحجام مختلفة من لوحات التوصيل الحراري لها تأثير كبير على الأداء الحراري. تسرد ورقة بيانات المنتج المقدمة في شكل جدول معلومات الحجم هذه بشكل عام. ومع ذلك ، من الصعب تحديد تأثير النحاس المضاف لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المخصصة. باستخدام بعض الآلات الحاسبة عبر الإنترنت ، يمكن للمستخدمين تحديد جهاز ثم تغيير حجم اللوحة النحاسية لتقدير تأثيرها على أداء تبديد الحرارة لثنائي الفينيل متعدد الكلور غير JEDEC. تسلط أدوات الحساب هذه الضوء على تأثير تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الأداء الحراري. بالنسبة للحزمة ذات الجوانب الأربعة ، تكون مساحة الوسادة العلوية أصغر بقليل من مساحة الوسادة المكشوفة للجهاز. في هذه الحالة ، الطبقة المدفونة أو الخلفية هي الطريقة الأولى لتحقيق تبريد أفضل. بالنسبة للحزم المزدوجة المضمنة ، يمكننا استخدام نمط وسادة “عظام الكلب” لتبديد الحرارة.

أخيرًا ، يمكن أيضًا استخدام الأنظمة التي تحتوي على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أكبر للتبريد. في حالة توصيل المسامير اللولبية بلوحة التوصيل الحراري والمستوى الأرضي لتبديد الحرارة ، يمكن أيضًا أن تصبح بعض المسامير اللولبية المستخدمة لتركيب PCB مسارات حرارة فعالة إلى قاعدة النظام. بالنظر إلى تأثير التوصيل الحراري والتكلفة ، يجب أن يكون عدد البراغي هو الحد الأقصى للقيمة التي تصل إلى نقطة تناقص الغلة. بعد توصيله باللوحة الموصلة للحرارة ، فإن لوحة تقوية PCB المعدنية لديها مساحة تبريد أكبر. بالنسبة لبعض التطبيقات التي يتم فيها تغطية ثنائي الفينيل متعدد الكلور بقشرة ، فإن مادة إصلاح اللحام التي يتم التحكم فيها من النوع تتمتع بأداء حراري أعلى من الغلاف المبرد بالهواء. حلول التبريد ، مثل المراوح والمشتتات الحرارية ، هي أيضًا طرق شائعة لتبريد النظام ، ولكنها تتطلب عادةً مساحة أكبر أو تحتاج إلى تعديل التصميم لتحسين تأثير التبريد.

لتصميم نظام بأداء حراري أعلى ، لا يكفي اختيار جهاز IC جيد وحل مغلق. يعتمد أداء تبديد الحرارة في IC على PCB وقدرة نظام تبديد الحرارة على تبريد أجهزة IC بسرعة. باستخدام طريقة التبريد السلبي المذكورة أعلاه ، يمكن تحسين أداء تبديد الحرارة للنظام بشكل كبير.