IC paketləri etibarlıdır PCB istilik yayılması üçün. In general, PCB is the main cooling method for high power semiconductor devices. A good PCB heat dissipation design has a great impact, it can make the system run well, but also can bury the hidden danger of thermal accidents. PCB düzeni, lövhə quruluşu və cihaz montajı ilə diqqətli davranmaq orta və yüksək güclü tətbiqlər üçün istilik yayılma performansını artırmağa kömək edə bilər.

Yarımkeçirici istehsalçıları cihazlarından istifadə edən sistemləri idarə etməkdə çətinlik çəkirlər. However, a system with an IC installed is critical to overall device performance. Xüsusi IC cihazları üçün sistem dizayneri, sistemin yüksək güclü cihazların bir çox istilik yayma tələblərinə cavab verdiyini təmin etmək üçün adətən istehsalçı ilə sıx əməkdaşlıq edir. Bu erkən əməkdaşlıq, IC -nin elektrik və performans standartlarına cavab verməsini təmin edir, eyni zamanda müştərinin soyutma sistemində düzgün işləməsini təmin edir. Many large semiconductor companies sell devices as standard components, and there is no contact between the manufacturer and the end application. Bu vəziyyətdə, IC və sistem üçün daha yaxşı bir passiv istilik yayma həllinə nail olmaq üçün yalnız bəzi ümumi qaydalardan istifadə edə bilərik.

PCB üçün istilik yayılmasını necə dizayn etmək olar

Ümumi yarımkeçirici paket növü çılpaq yastıq və ya PowerPADTM paketidir. In these packages, the chip is mounted on a metal plate called a chip pad. Bu cür çip yastığı çip emal prosesində çipi dəstəkləyir və eyni zamanda cihazın istilik yayılması üçün yaxşı bir termal yoldur. When the packaged bare pad is welded to the PCB, heat is quickly exited from the package and into the PCB. The heat is then dissipated through the PCB layers into the surrounding air. Çılpaq yastıq paketləri ümumiyyətlə istiliyin təxminən 80% -ni paketin altından PCB -yə ötürür. İstiliyin qalan 20% -i cihaz telləri və paketin müxtəlif tərəfləri vasitəsilə yayılır. Less than 1% of the heat escapes through the top of the package. Bu çılpaq yastıq paketləri vəziyyətində, müəyyən cihaz performansını təmin etmək üçün yaxşı bir PCB istilik yayma dizaynı vacibdir.

İstilik performansını artıran PCB dizaynının ilk cəhəti, PCB cihazlarının düzülüşüdür. Mümkünsə, PCB üzərindəki yüksək güclü komponentlər bir-birindən ayrılmalıdır. Yüksək güclü komponentlər arasındakı bu fiziki boşluq, hər bir yüksək güclü komponentin ətrafındakı PCB sahəsini maksimum dərəcədə artırır və bu da daha yaxşı istilik ötürülməsinə kömək edir. Care should be taken to separate temperature sensitive components from high power components on the PCB. Mümkünsə, yüksək güclü komponentlər PCB-nin künclərindən uzaqda yerləşdirilməlidir. Daha aralıq bir PCB mövqeyi, yüksək enerjili komponentlərin ətrafındakı lövhə sahəsini maksimum dərəcədə artırır və bununla da istiliyin dağılmasına kömək edir. İki eyni yarımkeçirici cihaz göstərilir: A və B komponentləri. PCB küncündə yerləşən A Komponenti, daha mərkəzləşdirilmiş şəkildə yerləşdirilmiş B komponentindən 5% daha yüksək bir çip qovşağının temperaturuna malikdir. A komponentinin küncündəki istilik yayılması, istilik yayılması üçün istifadə olunan komponentin ətrafındakı daha kiçik panel sahəsi ilə məhdudlaşır.

İkinci cəhət, PCB dizaynının istilik performansına ən çox təsir edən PCB quruluşudur. Ümumi qayda olaraq, PCB -də nə qədər çox mis varsa, sistem komponentlərinin istilik performansı da o qədər yüksəkdir. Yarımkeçirici qurğular üçün ideal istilik yayma vəziyyəti, çipin maye ilə soyudulmuş misin böyük bir blokuna quraşdırılmasıdır. Bu, əksər tətbiqlər üçün praktik deyil, buna görə istilik yayılmasını yaxşılaşdırmaq üçün PCB -də başqa dəyişikliklər etmək məcburiyyətində qaldıq. For most applications today, the total volume of the system is shrinking, adversely affecting heat dissipation performance. Larger PCBS have more surface area that can be used for heat transfer, but also have more flexibility to leave enough space between high-power components.

Mümkünsə, PCB mis təbəqələrinin sayını və qalınlığını maksimuma çatdırın. Topraklama misinin çəkisi ümumiyyətlə böyükdür və bu, bütün PCB istilik yayılması üçün əla bir istilik yoludur. The arrangement of the wiring of the layers also increases the total specific gravity of copper used for heat conduction. Bununla birlikdə, bu kabel ümumiyyətlə elektrik izolyasiyasına malikdir və potensial bir istilik alıcısı kimi istifadəsini məhdudlaşdırır. Cihazın topraklanması, istilik keçiriciliyini maksimum dərəcədə artırmaq üçün mümkün qədər çox topraklama qatına elektriklə bağlanmalıdır. Yarımkeçirici cihazın altındakı PCB -də istilik yayma delikləri, istiliyin PCB -nin gömülü təbəqələrinə daxil olmasına və lövhənin arxasına köçürülməsinə kömək edir.

Bir PCB -nin üst və alt qatları, soyutma performansını yaxşılaşdırmaq üçün “ən yaxşı yerlərdir”. Daha geniş tellərdən istifadə etmək və yüksək güclü cihazlardan uzaqlaşdırmaq istilik yayılması üçün istilik yolu təmin edə bilər. Xüsusi istilik keçirici lövhə, PCB istilik yayılması üçün əla bir üsuldur. İstilik keçirici lövhə PCB-nin üstündə və ya arxasında yerləşir və ya birbaşa mis bağlantısı və ya termal delik vasitəsilə cihaza termal olaraq bağlanır. Daxili qablaşdırma vəziyyətində (yalnız paketin hər iki tərəfində qurğuşun olduğu halda), istilik keçirici lövhə “it sümüyü” kimi formalaşmış PCB -nin üstündə yerləşdirilə bilər (ortası paket qədər dar, paketdən uzaq olan mis böyük bir sahəyə malikdir, ortada kiçik və hər iki ucunda da böyükdür). Dörd tərəfli paketdə (hər dörd tərəfində ucları olan), istilik keçirici lövhə PCB-nin arxasında və ya PCB-nin içərisində olmalıdır.

İstilik keçirmə lövhəsinin ölçüsünü artırmaq, PowerPAD paketlərinin istilik performansını yaxşılaşdırmaq üçün əla bir yoldur. Different size of heat conduction plate has great influence on thermal performance. Cədvəlli bir məhsul məlumat vərəqəsi ümumiyyətlə bu ölçüləri sadalayır. Ancaq əlavə edilmiş misin xüsusi PCBS -ə təsirini ölçmək çətindir. With online calculators, users can select a device and change the size of the copper pad to estimate its effect on the thermal performance of a non-JEDEC PCB. Bu hesablama vasitələri, PCB dizaynının istilik yayılma performansına nə dərəcədə təsir etdiyini vurğulayır. For four-side packages, where the area of the top pad is just less than the bare pad area of the device, embedding or back layer is the first method to achieve better cooling. İkili xətti paketlər üçün istiliyi dağıtmaq üçün “it sümüyü” yastıq üslubundan istifadə edə bilərik.

Nəhayət, daha böyük PCBS sistemləri də soyutma üçün istifadə edilə bilər. The screws used to mount the PCB can also provide effective thermal access to the base of the system when connected to the thermal plate and ground layer. İstilik keçiriciliyi və dəyəri nəzərə alınmaqla, vintlərin sayını azaldaraq maksimuma çatdırmaq lazımdır. Metal PCB sərtləşdiricisi termal lövhəyə qoşulduqdan sonra daha çox soyutma sahəsinə malikdir. PCB gövdəsinin bir qabığa malik olduğu bəzi tətbiqlər üçün, TYPE B lehimləmə materialı hava ilə soyudulan qabıqdan daha yüksək istilik performansına malikdir. Azarkeşlər və qanadlar kimi soyutma həlləri də sistemin soyudulması üçün tez -tez istifadə olunur, lakin onlar daha çox yer tələb edir və ya soyudmanı optimallaşdırmaq üçün dizayn dəyişiklikləri tələb edirlər.

Yüksək istilik performanslı bir sistem dizayn etmək üçün yaxşı bir IC cihazı və qapalı bir həll seçmək kifayət deyil. IC soyutma performansının planlaşdırılması PCB -dən və IC cihazlarının tez soyumasına imkan verən soyutma sisteminin tutumundan asılıdır. Yuxarıda qeyd olunan passiv soyutma üsulu sistemin istilik yayılma performansını xeyli yaxşılaşdıra bilər.