আইসি প্যাকেজের উপর নির্ভর করে পিসিবি তাপ অপচয় জন্য। 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. পিসিবি লেআউট, বোর্ড কাঠামো এবং ডিভাইস মাউন্টের যত্ন সহকারে পরিচালনা মধ্যম এবং উচ্চ-শক্তি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য তাপ অপচয় কর্মক্ষমতা উন্নত করতে সহায়তা করতে পারে।

সেমিকন্ডাক্টর নির্মাতারা তাদের ডিভাইসগুলি ব্যবহার করে এমন সিস্টেমগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে অসুবিধা হয়। However, a system with an IC installed is critical to overall device performance. কাস্টম আইসি ডিভাইসের জন্য, সিস্টেম ডিজাইনার সাধারণত নির্মাতার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে কাজ করে তা নিশ্চিত করার জন্য যে সিস্টেমটি হাই-পাওয়ার ডিভাইসের অনেক তাপ অপচয় প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। এই প্রাথমিক সহযোগিতা নিশ্চিত করে যে আইসি বৈদ্যুতিক এবং কর্মক্ষমতা মান পূরণ করে, যখন গ্রাহকের কুলিং সিস্টেমের মধ্যে সঠিক অপারেশন নিশ্চিত করে। Many large semiconductor companies sell devices as standard components, and there is no contact between the manufacturer and the end application. এই ক্ষেত্রে, আইসি এবং সিস্টেমের জন্য একটি ভাল প্যাসিভ তাপ অপচয় সমাধান অর্জন করতে সাহায্য করার জন্য আমরা কেবল কিছু সাধারণ নির্দেশিকা ব্যবহার করতে পারি।

কিভাবে পিসিবি জন্য তাপ অপচয় নকশা

সাধারণ সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজের ধরন হল বেয়ার প্যাড বা পাওয়ারপ্যাড TM প্যাকেজ। In these packages, the chip is mounted on a metal plate called a chip pad. এই ধরনের চিপ প্যাড চিপ প্রক্রিয়াকরণের প্রক্রিয়ায় চিপকে সমর্থন করে এবং ডিভাইসের তাপ অপচয়ের জন্য এটি একটি উত্তম তাপ পথ। 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. বেয়ার প্যাড প্যাকেজগুলি সাধারণত প্যাকেজের নীচে দিয়ে প্রায় 80% তাপ পিসিবিতে স্থানান্তর করে। বাকি 20% তাপ ডিভাইসের তার এবং প্যাকেজের বিভিন্ন দিক দিয়ে নির্গত হয়। Less than 1% of the heat escapes through the top of the package. এই বেয়ার-প্যাড প্যাকেজের ক্ষেত্রে, ডিভাইসের নির্দিষ্ট কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করার জন্য ভাল PCB তাপ অপচয় নকশা অপরিহার্য।

পিসিবি ডিজাইনের প্রথম দিক যা তাপীয় কর্মক্ষমতা উন্নত করে তা হল পিসিবি ডিভাইসের বিন্যাস। যখনই সম্ভব, পিসিবির উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন উপাদানগুলো একে অপরের থেকে আলাদা করা উচিত। উচ্চ-শক্তি উপাদানগুলির মধ্যে এই শারীরিক ব্যবধানটি প্রতিটি উচ্চ-শক্তি উপাদানগুলির চারপাশে পিসিবি এলাকা সর্বাধিক করে, যা আরও ভাল তাপ স্থানান্তর করতে সহায়তা করে। পিসিবিতে উচ্চ শক্তি উপাদান থেকে তাপমাত্রা সংবেদনশীল উপাদান আলাদা করার জন্য যত্ন নেওয়া উচিত। যেখানেই সম্ভব, হাই-পাওয়ার উপাদানগুলি পিসিবি এর কোণ থেকে দূরে অবস্থিত হওয়া উচিত। A more intermediate PCB position maximizes the board area around the high-power components, thereby helping to dissipate heat. দুটি অভিন্ন সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস দেখানো হয়েছে: উপাদান A এবং B। পিসিবির কোণায় অবস্থিত কম্পোনেন্ট A- এর A চিপ জংশনের তাপমাত্রা কম্পোনেন্ট B এর থেকে 5% বেশি, যা আরো কেন্দ্রীয়ভাবে অবস্থান করে। উপাদান A এর কোণে তাপ অপচয় তাপ অপচয় জন্য ব্যবহৃত উপাদান চারপাশে ছোট প্যানেল এলাকা দ্বারা সীমাবদ্ধ।

দ্বিতীয় দিকটি হল পিসিবি এর গঠন, যা পিসিবি ডিজাইনের তাপীয় কর্মক্ষমতার উপর সবচেয়ে নির্ধারক প্রভাব ফেলে। একটি সাধারণ নিয়ম হিসাবে, পিসিবিতে যত বেশি তামা থাকে, সিস্টেমের উপাদানগুলির তাপীয় কর্মক্ষমতা তত বেশি। অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের জন্য আদর্শ তাপ অপচয় পরিস্থিতি হল চিপটি তরল-শীতল তামার একটি বড় ব্লকে মাউন্ট করা হয়। This is not practical for most applications, so we had to make other changes to the PCB to improve heat dissipation. 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.

যখনই সম্ভব, পিসিবি তামার স্তরের সংখ্যা এবং বেধ সর্বাধিক করুন। গ্রাউন্ডিং তামার ওজন সাধারণত বড়, যা পুরো পিসিবি তাপ অপচয়ের জন্য একটি চমৎকার তাপ পথ। The arrangement of the wiring of the layers also increases the total specific gravity of copper used for heat conduction. যাইহোক, এই তারের সাধারণত বৈদ্যুতিকভাবে উত্তাপ করা হয়, একটি সম্ভাব্য তাপ বেসিনে হিসাবে তার ব্যবহার সীমিত। ডিভাইসের গ্রাউন্ডিংকে যতটা সম্ভব বৈদ্যুতিকভাবে যতটা সম্ভব গ্রাউন্ডিং লেয়ারের সাহায্যে তাপ পরিবাহিত করতে সাহায্য করা উচিত। পিসিবিতে অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের নীচে তাপ অপচয় ছিদ্রগুলি পিসিবির এমবেডেড স্তরগুলিতে প্রবেশ করতে এবং বোর্ডের পিছনে স্থানান্তর করতে সহায়তা করে।

পিসিবির উপরের এবং নিচের স্তরগুলি হল উন্নত শীতল কর্মক্ষমতার জন্য “প্রধান স্থান”। বৃহত্তর তারের ব্যবহার এবং উচ্চ শক্তি ডিভাইস থেকে দূরে রাউটিং তাপ অপচয় জন্য একটি তাপ পথ প্রদান করতে পারে। পিসিবি তাপ অপচয়ের জন্য বিশেষ তাপ পরিবাহন বোর্ড একটি চমৎকার পদ্ধতি। থার্মাল পরিবাহী প্লেটটি পিসিবি-র উপরে বা পিছনে অবস্থিত এবং তাপীয়ভাবে সরাসরি তামার সংযোগ বা থার্মাল থ্রু-হোল এর মাধ্যমে ডিভাইসের সাথে সংযুক্ত থাকে। ইনলাইন প্যাকেজিংয়ের ক্ষেত্রে (শুধুমাত্র প্যাকেজের উভয় পাশে সীসা সহ), তাপ পরিবাহী প্লেটটি PCB এর উপরে অবস্থিত হতে পারে, এটি একটি “কুকুরের হাড়” (মাঝখানে প্যাকেজের মতো সরু, প্যাকেজ থেকে দূরে তামার একটি বড় এলাকা আছে, মাঝখানে ছোট এবং উভয় প্রান্তে বড়)। ফোর-সাইড প্যাকেজের ক্ষেত্রে (চারপাশে লিড সহ), তাপ পরিবাহী প্লেটটি অবশ্যই PCB এর পিছনে বা PCB এর ভিতরে অবস্থিত হতে হবে।

তাপ পরিবাহী প্লেটের আকার বৃদ্ধি পাওয়ারপ্যাড প্যাকেজের তাপীয় কার্যকারিতা উন্নত করার একটি চমৎকার উপায়। Different size of heat conduction plate has great influence on thermal performance. একটি টেবুলার পণ্য ডেটা শীট সাধারণত এই মাত্রাগুলি তালিকাভুক্ত করে। কিন্তু কাস্টম PCBS- এ যোগ করা তামার প্রভাব পরিমাপ করা কঠিন। 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. এই গণনার সরঞ্জামগুলি হ’ল পিসিবি নকশা তাপের অপচয় কর্মক্ষমতাকে কতটা প্রভাবিত করে। 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. দ্বৈত ইন-লাইন প্যাকেজগুলির জন্য, আমরা “কুকুরের হাড়” প্যাড শৈলী ব্যবহার করতে পারি তাপ দূর করতে।

অবশেষে, বৃহত্তর পিসিবিএস সহ সিস্টেমগুলি শীতল করার জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। 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. তাপ পরিবাহিতা এবং খরচ বিবেচনা করে, স্ক্রুগুলির সংখ্যা হ্রাসকৃত রিটার্নের বিন্দুতে সর্বাধিক করা উচিত। থার্মাল প্লেটের সাথে সংযুক্ত হওয়ার পরে ধাতু পিসিবি স্টিফেনারের আরও শীতল এলাকা রয়েছে। কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেখানে পিসিবি হাউজিং একটি শেল আছে, TYPE B সোল্ডার প্যাচ উপাদান এয়ার কুলড শেলের তুলনায় উচ্চতর তাপক্ষমতা রয়েছে। কুলিং সলিউশন, যেমন ভক্ত এবং পাখনা, সাধারণত সিস্টেম কুলিংয়ের জন্য ব্যবহার করা হয়, কিন্তু কুলিংকে অপ্টিমাইজ করার জন্য তাদের প্রায়ই বেশি জায়গা প্রয়োজন হয় বা নকশা পরিবর্তন প্রয়োজন হয়।

উচ্চ তাপীয় কর্মক্ষমতা সহ একটি সিস্টেম ডিজাইন করার জন্য, একটি ভাল আইসি ডিভাইস এবং বন্ধ সমাধান চয়ন করা যথেষ্ট নয়। IC কুলিং পারফরম্যান্সের সময়সূচী PCI এবং কুলিং সিস্টেমের ক্ষমতার উপর নির্ভর করে IC ডিভাইসগুলিকে দ্রুত ঠান্ডা করার অনুমতি দেয়। উপরে উল্লিখিত প্যাসিভ কুলিং পদ্ধতিটি সিস্টেমের তাপ অপচয় কর্মক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে।