Unsaon paggamit PCB para sa IC package heat dissipation?

Ang unang aspeto sa disenyo sa PCB nga makapauswag sa performance sa thermal mao ang layout sa PCB device. Kung mahimo, ang high-power nga mga sangkap sa PCB kinahanglan nga magbulag sa usag usa. Kini nga pisikal nga panagbulag tali sa high-power nga mga sangkap nagpadako sa lugar sa PCB sa palibot sa matag high-power nga sangkap, sa ingon nagtabang aron makab-ot ang labi ka maayo nga pagpadagan sa init. Kinahanglang mag-amping aron mahimulag ang mga sangkap nga sensitibo sa temperatura sa PCB gikan sa mga sangkap nga adunay taas nga gahum. Kung mahimo, ang lokasyon sa pag-instalar sa mga high-power nga sangkap kinahanglan nga layo sa mga suok sa PCB. Ang usa ka mas sentral nga lokasyon sa PCB mahimong mapadako ang lugar sa board sa palibot sa mga sangkap nga adunay kusog nga kusog, sa ingon makatabang sa pagwagtang sa kainit. Ang Figure 2 nagpakita sa duha ka managsama nga semiconductor device: component A ug component B. Ang Component A nahimutang sa eskina sa PCB ug adunay temperatura sa die junction nga 5% nga mas taas kay sa component B tungod kay ang component B nahimutang duol sa tunga. Tungod kay ang board area sa palibot sa component alang sa heat dissipation mas gamay, ang heat dissipation sa eskina sa component A limitado.

Sa unsa nga paagi sa paggamit sa PCB alang sa IC package kainit pagkawagtang?

Ang ikaduha nga aspeto mao ang istruktura sa PCB, nga adunay labing mahukmanon nga impluwensya sa thermal performance sa disenyo sa PCB. Ang kinatibuk-ang prinsipyo mao ang: ang labaw nga tumbaga sa PCB, mas taas ang kainit nga performance sa mga sangkap sa sistema. Ang sulundon nga kahimtang sa pagwagtang sa kainit alang sa mga aparato nga semiconductor mao nga ang chip gitaod sa usa ka dako nga piraso sa tumbaga nga gipabugnaw sa likido. Alang sa kadaghanan nga mga aplikasyon, kini nga pamaagi sa pag-mount dili praktikal, mao nga makahimo ra kami sa ubang mga pagbag-o sa PCB aron mapauswag ang pasundayag sa pagwagtang sa kainit. Alang sa kadaghanan sa mga aplikasyon karon, ang kinatibuk-ang gidaghanon sa sistema nagpadayon sa pagkunhod, nga adunay usa ka dili maayo nga epekto sa pag-ayo sa kainit. Kon mas dako ang PCB, mas dako ang lugar nga magamit alang sa pagpadagayday sa kainit, ug kini usab adunay mas dako nga pagka-flexible, nga maghatag ug igong luna tali sa mga high-power nga mga sangkap.

Kon mahimo, i-maximize ang gidaghanon ug gibag-on sa PCB copper ground planes. Ang gibug-aton sa tumbaga nga layer sa yuta sa kasagaran medyo dako, ug kini usa ka maayo kaayo nga thermal nga agianan alang sa tibuuk nga PCB aron mawala ang kainit. Ang kahikayan sa mga kable alang sa matag lut-od makadugang usab sa kinatibuk-ang proporsiyon sa tumbaga nga gigamit alang sa pagpadagan sa kainit. Bisan pa, kini nga mga kable sa kasagaran electrically ug thermally isolated, nga naglimite sa papel niini isip usa ka potensyal nga layer sa pagwagtang sa kainit. Ang mga wiring sa device ground plane kinahanglan nga ingon ka electrical kutob sa mahimo uban sa daghang mga ground planes, aron makatabang sa pagpa-maximize sa heat conduction. Ang pagwagtang sa kainit pinaagi sa PCB ubos sa semiconductor device makatabang sa kainit sa pagsulod sa gilubong nga mga lut-od sa PCB ug pagpahigayon sa likod sa circuit board.

Aron mapausbaw ang performance sa pagwagtang sa kainit, ang ibabaw ug ubos nga mga lut-od sa PCB mga “bulawan nga mga lokasyon”. Gamita ang mas lapad nga mga wire ug i-rotate kini palayo sa mga high-power device aron makahatag og thermal nga agianan alang sa pagwagtang sa kainit. Ang gipahinungod nga thermal board usa ka maayo kaayo nga pamaagi alang sa pagwagtang sa kainit sa PCB. Ang thermal board kasagarang nahimutang sa ibabaw o likod sa PCB, ug thermally konektado sa device pinaagi sa direktang koneksyon sa tumbaga o thermal vias. Sa kaso sa inline nga pakete (mga pakete nga adunay mga lead sa duha ka kilid), kini nga matang sa heat conduction board mahimong nahimutang sa ibabaw sa PCB ug giporma sama sa usa ka “bukog sa iro” (ang tunga kay pig-ot sama sa pakete, ug ang Ang lugar nga layo sa pakete medyo gamay. Dako, gamay sa tunga ug dako sa mga tumoy). Sa kaso sa usa ka upat ka kilid nga pakete (adunay mga lead sa tanan nga upat ka kilid), ang heat-conducting plate kinahanglan nga nahimutang sa likod sa PCB o mosulod sa PCB.

Sa unsa nga paagi sa paggamit sa PCB alang sa IC package kainit pagkawagtang?

Ang pagdugang sa gidak-on sa thermal board usa ka maayo kaayo nga paagi aron mapaayo ang thermal performance sa PowerPAD package. Ang lain-laing mga gidak-on sa heat conduction plate adunay dako nga impluwensya sa thermal performance. Ang data sheet sa produkto nga gihatag sa porma sa usa ka lamesa sa kasagaran naglista sa kini nga kasayuran sa gidak-on. Bisan pa, lisud ang pag-ihap sa epekto sa dugang nga tumbaga sa naandan nga mga PCB. Gamit ang pipila ka online calculators, ang mga user makapili ug device ug unya usbon ang gidak-on sa copper pad aron mabanabana ang epekto niini sa performance sa heat dissipation sa non-JEDEC PCBs. Kini nga mga himan sa pagkalkula nagpasiugda sa epekto sa disenyo sa PCB sa thermal performance. Alang sa upat ka kilid nga pakete, ang lugar sa ibabaw nga pad mas gamay kaysa sa lugar sa gibutyag nga pad sa aparato. Niini nga kaso, ang gilubong o likod nga layer mao ang unang paagi aron makab-ot ang mas maayo nga pagpabugnaw. Alang sa doble nga in-line nga mga pakete, mahimo namong gamiton ang istilo sa pad nga “buto sa iro” aron mawala ang kainit.

Sa katapusan, ang mga sistema nga adunay daghang mga PCB mahimo usab nga magamit alang sa pagpabugnaw. Sa kaso nga ang mga screw konektado sa heat-conducting plate ug ground plane alang sa heat dissipation, pipila ka mga screw nga gigamit sa pag-mount sa PCB mahimo usab nga epektibo nga heat paths ngadto sa system base. Gikonsiderar ang epekto sa pagpadagan sa kainit ug gasto, ang gidaghanon sa mga tornilyo kinahanglan nga labing kataas nga kantidad nga makaabut sa punto sa pagkunhod sa pagbalik. Human nga konektado sa thermal conductive plate, ang metal nga PCB reinforcement plate adunay mas makapabugnaw nga lugar. Alang sa pipila ka mga aplikasyon diin ang PCB gitabonan sa usa ka kabhang, ang tipo nga kontrolado nga welding nga materyal sa pag-ayo adunay mas taas nga thermal performance kaysa sa air-cooled shell. Ang mga solusyon sa pagpabugnaw, sama sa mga bentilador ug mga heat sink, kasagaran usab nga mga pamaagi sa pagpabugnaw sa sistema, apan kasagaran sila nagkinahanglan og dugang nga luna o kinahanglan nga usbon ang disenyo aron ma-optimize ang makapabugnaw nga epekto.

Aron sa pagdesinyo sa usa ka sistema nga adunay mas taas nga thermal performance, dili igo ang pagpili sa usa ka maayo nga IC device ug closed solution. Ang performance sa heat dissipation sa IC nagdepende sa PCB ug sa abilidad sa heat dissipation system nga dali nga makapabugnaw sa IC device. Pinaagi sa paggamit sa labaw sa passive cooling nga paagi, ang kainit pagkawagtang performance sa sistema mahimong mapalambo pag-ayo.