PCB soyutma texnologiyasını öyrənmisiniz

IC paketləri etibarlıdır PCB istilik yayılması üçün. Ümumiyyətlə, PCB yüksək güclü yarımkeçirici cihazlar üçün əsas soyutma üsuludur. Yaxşı bir PCB istilik yayma dizaynı böyük bir təsirə malikdir, sistemin yaxşı işləməsini təmin edə bilər, həm də istilik qəzalarının gizli təhlükəsini dəf edə bilər. PCB düzeni, lövhə quruluşu və cihaz montajı ilə diqqətli davranmaq orta və yüksək güclü tətbiqlər üçün istilik yayılma performansını artırmağa kömək edə bilər.

ipcb

Yarımkeçirici istehsalçıları cihazlarından istifadə edən sistemləri idarə etməkdə çətinlik çəkirlər. Bununla birlikdə, IC quraşdırılmış bir sistem ümumi cihaz performansı üçün vacibdir. 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. Bir çox böyük yarımkeçirici şirkət cihazları standart komponentlər olaraq satır və istehsalçı ilə son tətbiq arasında heç bir əlaqə yoxdur. Bu vəziyyətdə, IC və sistem üçün yaxşı bir passiv istilik yayma həllinə nail olmaq üçün yalnız bəzi ümumi qaydalardan istifadə edə bilərik.

Ümumi yarımkeçirici paket növü çılpaq yastıq və ya PowerPADTM paketidir. Bu paketlərdə çip çip yastığı adlanan metal lövhəyə quraşdırılmışdır. Bu cür çip yastığı çip emal prosesində çipi dəstəkləyir və eyni zamanda cihazın istilik yayılması üçün yaxşı bir termal yoldur. Qablaşdırılmış çılpaq yastıq PCB -yə qaynaqlandıqda, istilik paketdən və PCB -dən tez çıxır. İstilik daha sonra PCB təbəqələri vasitəsilə ətrafdakı havaya yayılır. 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. İstiliyin 1% -dən az hissəsi paketin üstündən keçir. 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. PCB -də yüksək həssas komponentlərdən temperatur həssas komponentlərin ayrılmasına diqqət yetirilməlidir. 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. Şəkil 2 iki eyni yarımkeçirici cihazı göstərir: 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. Bu gün əksər tətbiqlər üçün sistemin ümumi həcmi azalır və istilik yayılma performansını mənfi təsir edir. Daha böyük PCBS, istilik ötürülməsi üçün istifadə edilə bilən daha çox səth sahəsinə malikdir, eyni zamanda yüksək güclü komponentlər arasında kifayət qədər boşluq buraxmaq üçün daha çox elastikliyə malikdir.

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. Qatların naqillərinin düzülüşü də istilik keçiriciliyi üçün istifadə olunan misin ümumi xüsusi çəkisini artırır. 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. İstilik keçiricilərinin fərqli ölçüləri istilik performansına böyük təsir göstərir. Cədvəlli bir məhsul məlumat vərəqəsi adətən bu ölçüləri sadalayır. Ancaq əlavə edilmiş misin xüsusi PCBS -ə təsirini ölçmək çətindir. İstifadəçilər, onlayn kalkulyatorlarla, bir cihaz seçə və JEDEC olmayan bir PCB-nin istilik performansına təsirini qiymətləndirmək üçün mis yastığın ölçüsünü dəyişə bilərlər. Bu hesablama vasitələri, PCB dizaynının istilik yayılma performansına nə dərəcədə təsir etdiyini vurğulayır. Üst yastığın sahəsi cihazın çılpaq yastıq sahəsindən az olduğu dörd tərəfli paketlər üçün daha yaxşı soyutma əldə etmək üçün gömmə və ya arxa təbəqə ilk üsuldur. 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. PCB -ni quraşdırmaq üçün istifadə olunan vintlər, termal lövhəyə və torpaq qatına qoşulduqda sistemin əsasına effektiv istilik girişi də təmin edə bilər. 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.