কিভাবে ব্যবহার করে পিসিবি আইসি প্যাকেজ তাপ অপচয়ের জন্য?

PCB ডিজাইনের প্রথম দিক যা তাপীয় কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে তা হল PCB ডিভাইস লেআউট। যখনই সম্ভব, PCB-তে উচ্চ-শক্তি উপাদান একে অপরের থেকে আলাদা করা উচিত। উচ্চ-শক্তি উপাদানগুলির মধ্যে এই শারীরিক বিচ্ছেদ প্রতিটি উচ্চ-শক্তি উপাদানের চারপাশে PCB এলাকাকে সর্বাধিক করে তোলে, যার ফলে আরও ভাল তাপ সঞ্চালন অর্জনে সহায়তা করে। পিসিবি-তে তাপমাত্রা-সংবেদনশীল উপাদানগুলিকে উচ্চ-ক্ষমতার উপাদানগুলি থেকে আলাদা করার জন্য যত্ন নেওয়া উচিত। যখনই সম্ভব, উচ্চ-ক্ষমতার উপাদানগুলির ইনস্টলেশন অবস্থান PCB এর কোণ থেকে দূরে হওয়া উচিত। একটি আরও কেন্দ্রীয় PCB অবস্থান উচ্চ-শক্তি উপাদানগুলির চারপাশে বোর্ড এলাকাকে সর্বাধিক করে তুলতে পারে, যার ফলে তাপ ক্ষয় করতে সাহায্য করে। চিত্র 2 দুটি অভিন্ন সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস দেখায়: কম্পোনেন্ট A এবং কম্পোনেন্ট B। কম্পোনেন্ট A PCB-এর কোণায় অবস্থিত এবং একটি ডাই জংশন তাপমাত্রা রয়েছে যা কম্পোনেন্ট B থেকে 5% বেশি কারণ কম্পোনেন্ট B মাঝখানে অবস্থিত। যেহেতু তাপ অপচয়ের জন্য উপাদানটির চারপাশের বোর্ডের ক্ষেত্রটি ছোট, তাই উপাদান A-এর কোণে তাপ অপচয় সীমিত।

আইসি প্যাকেজ তাপ অপচয়ের জন্য পিসিবি কীভাবে ব্যবহার করবেন?

দ্বিতীয় দিকটি হল PCB এর গঠন, যা PCB ডিজাইনের তাপীয় কর্মক্ষমতার উপর সবচেয়ে নির্ধারক প্রভাব ফেলে। সাধারণ নীতি হল: পিসিবিতে যত বেশি তামা, সিস্টেমের উপাদানগুলির তাপীয় কার্যকারিতা তত বেশি। সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির জন্য আদর্শ তাপ অপচয় পরিস্থিতি হল যে চিপটি তরল-ঠান্ডা তামার একটি বড় টুকরোতে মাউন্ট করা হয়। বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, এই মাউন্টিং পদ্ধতিটি অবাস্তব, তাই আমরা শুধুমাত্র তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা উন্নত করতে PCB-তে অন্য কিছু পরিবর্তন করতে পারি। আজ বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, সিস্টেমের মোট ভলিউম ক্রমাগত সঙ্কুচিত হতে থাকে, যা তাপ অপচয় কর্মক্ষমতার উপর বিরূপ প্রভাব ফেলে। PCB যত বড় হবে, তাপ সঞ্চালনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে এমন ক্ষেত্রটি তত বেশি, এবং এটিতে আরও নমনীয়তা রয়েছে, যা উচ্চ-শক্তি উপাদানগুলির মধ্যে পর্যাপ্ত স্থানের অনুমতি দেয়।

যখনই সম্ভব, PCB কপার গ্রাউন্ড প্লেনের সংখ্যা এবং বেধ সর্বাধিক করুন। গ্রাউন্ড লেয়ার কপারের ওজন সাধারণত তুলনামূলকভাবে বড়, এবং এটি সমগ্র PCB-এর জন্য তাপ নষ্ট করার জন্য একটি চমৎকার তাপ পথ। প্রতিটি স্তরের জন্য তারের বিন্যাস তাপ সঞ্চালনের জন্য ব্যবহৃত তামার মোট অনুপাতকেও বাড়িয়ে তুলবে। যাইহোক, এই ওয়্যারিং সাধারণত বৈদ্যুতিক এবং তাপীয়ভাবে বিচ্ছিন্ন হয়, যা সম্ভাব্য তাপ অপচয়ের স্তর হিসাবে এর ভূমিকাকে সীমিত করে। ডিভাইস গ্রাউন্ড প্লেনের ওয়্যারিং অনেক গ্রাউন্ড প্লেনের সাথে যতটা সম্ভব বৈদ্যুতিক হওয়া উচিত, যাতে তাপ সঞ্চালন সর্বাধিক করতে সহায়তা করে। অর্ধপরিবাহী যন্ত্রের অধীনে PCB-তে তাপ অপচয়ের মাধ্যমে তাপকে PCB-এর সমাহিত স্তরগুলিতে প্রবেশ করতে এবং সার্কিট বোর্ডের পিছনে সঞ্চালন করতে সাহায্য করে।

তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা উন্নত করতে, PCB এর উপরের এবং নীচের স্তরগুলি হল “সোনার অবস্থান”। প্রশস্ত তারগুলি ব্যবহার করুন এবং তাপ অপচয়ের জন্য একটি তাপীয় পথ প্রদান করতে উচ্চ-শক্তির ডিভাইসগুলি থেকে দূরে রাখুন। নিবেদিত তাপ বোর্ড PCB তাপ অপচয়ের জন্য একটি চমৎকার পদ্ধতি। থার্মাল বোর্ড সাধারণত পিসিবি-র উপরে বা পিছনে অবস্থিত থাকে এবং সরাসরি তামার সংযোগ বা তাপীয় ভিয়াসের মাধ্যমে ডিভাইসের সাথে তাপীয়ভাবে সংযুক্ত থাকে। ইনলাইন প্যাকেজের ক্ষেত্রে (উভয় পাশে সীসা সহ প্যাকেজ), এই ধরনের তাপ পরিবাহী বোর্ড পিসিবি-র শীর্ষে অবস্থিত হতে পারে এবং এটি একটি “কুকুরের হাড়” এর মতো আকৃতির হতে পারে (মাঝখানে প্যাকেজের মতো সরু, এবং প্যাকেজ থেকে দূরে এলাকা অপেক্ষাকৃত ছোট। বড়, মাঝখানে ছোট এবং প্রান্তে বড়)। একটি ফোর-সাইড প্যাকেজের ক্ষেত্রে (চারটি দিকেই সীসা রয়েছে), তাপ-পরিবাহী প্লেটটি PCB-এর পিছনে অবস্থিত বা PCB-তে প্রবেশ করতে হবে।

আইসি প্যাকেজ তাপ অপচয়ের জন্য পিসিবি কীভাবে ব্যবহার করবেন?

তাপীয় বোর্ডের আকার বৃদ্ধি পাওয়ারপ্যাড প্যাকেজের তাপ কর্মক্ষমতা উন্নত করার একটি চমৎকার উপায়। বিভিন্ন তাপ সঞ্চালন প্লেট আকার তাপ কর্মক্ষমতা উপর একটি মহান প্রভাব আছে. একটি টেবিলের আকারে প্রদত্ত পণ্য ডেটা শীট সাধারণত এই আকারের তথ্য তালিকাভুক্ত করে। যাইহোক, কাস্টম PCB-এর যোগ করা কপারের প্রভাব পরিমাপ করা কঠিন। কিছু অনলাইন ক্যালকুলেটর ব্যবহার করে, ব্যবহারকারীরা একটি ডিভাইস নির্বাচন করতে পারেন এবং তারপর তামার প্যাডের আকার পরিবর্তন করে নন-জেইডিইসি পিসিবি-র তাপ অপচয় কর্মক্ষমতার উপর এর প্রভাব অনুমান করতে পারেন। এই গণনা সরঞ্জামগুলি তাপ কর্মক্ষমতা উপর PCB নকশা প্রভাব হাইলাইট. চার-পাশের প্যাকেজের জন্য, উপরের প্যাডের ক্ষেত্রফলটি ডিভাইসের উন্মুক্ত প্যাডের ক্ষেত্রফলের চেয়ে ছোট। এই ক্ষেত্রে, সমাহিত বা পিছনে স্তর ভাল শীতল অর্জনের প্রথম উপায়। দ্বৈত ইন-লাইন প্যাকেজের জন্য, আমরা তাপ নষ্ট করতে একটি “কুকুরের হাড়” প্যাড শৈলী ব্যবহার করতে পারি।

অবশেষে, বৃহত্তর PCB সহ সিস্টেমগুলিও শীতল করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। যে ক্ষেত্রে স্ক্রুগুলি তাপ-পরিবাহী প্লেট এবং তাপ অপচয়ের জন্য গ্রাউন্ড প্লেনের সাথে সংযুক্ত থাকে, পিসিবি মাউন্ট করার জন্য ব্যবহৃত কিছু স্ক্রু সিস্টেম বেসে কার্যকর তাপ পাথ হয়ে উঠতে পারে। তাপ সঞ্চালনের প্রভাব এবং খরচ বিবেচনা করে, স্ক্রুগুলির সংখ্যা সর্বাধিক মান হওয়া উচিত যা হ্রাসকারী আয়ের বিন্দুতে পৌঁছায়। তাপ পরিবাহী প্লেটের সাথে সংযুক্ত হওয়ার পরে, ধাতব পিসিবি শক্তিবৃদ্ধি প্লেটের আরও শীতল ক্ষেত্র রয়েছে। কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেখানে PCB একটি শেল দিয়ে আচ্ছাদিত হয়, টাইপ নিয়ন্ত্রিত ঢালাই মেরামতের উপাদানের বায়ু-শীতল শেলের চেয়ে উচ্চ তাপীয় কর্মক্ষমতা রয়েছে। কুলিং সলিউশন, যেমন ফ্যান এবং হিট সিঙ্কগুলিও সিস্টেম কুলিংয়ের সাধারণ পদ্ধতি, তবে তাদের সাধারণত বেশি জায়গার প্রয়োজন হয় বা শীতল প্রভাবকে অপ্টিমাইজ করার জন্য ডিজাইন পরিবর্তন করতে হয়।

উচ্চ তাপীয় কর্মক্ষমতা সহ একটি সিস্টেম ডিজাইন করার জন্য, একটি ভাল আইসি ডিভাইস এবং বন্ধ সমাধান নির্বাচন করা যথেষ্ট নয়। IC-এর তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা PCB-এর উপর নির্ভর করে এবং IC ডিভাইসগুলিকে দ্রুত ঠান্ডা করার জন্য তাপ অপচয় সিস্টেমের ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। উপরের প্যাসিভ কুলিং পদ্ধতি ব্যবহার করে, সিস্টেমের তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত করা যেতে পারে।