How to utilizà PCB per a dissipazione di u calore di u pacchettu IC?

U primu aspettu di u disignu di PCB chì pò migliurà u rendiment termale hè u layout di u dispositivu PCB. Sempre chì hè pussibule, i cumpunenti d’alta putenza nantu à u PCB devenu esse separati l’un l’altru. Questa separazione fisica trà i cumpunenti d’alta putenza maximizeghja l’area di PCB intornu à ogni cumpunente d’alta putenza, aiutendu cusì à ottene una migliore conduzione di calore. A cura deve esse pigliatu per isolà i cumpunenti sensibili à a temperatura in u PCB da i cumpunenti d’alta putenza. Sempre chì hè pussibule, u locu di stallazione di cumpunenti d’alta putenza deve esse luntanu da i cantoni di u PCB. Un locu di PCB più cintrali pò maximizà l’area di u bordu intornu à i cumpunenti d’alta putenza, aiutendu cusì à dissiparà u calore. Figura 2 mostra dui dispusitivi semiconductor idèntica: cumpunenti A è cumpunenti B. Componente A hè situatu à l’angulu di u PCB è hà una temperatura di junction die chì hè 5% più altu di cumpunenti B perchè u cumpunente B hè situatu più vicinu à u mità. Siccomu l’area di u bordu intornu à u cumpunente per a dissipazione di u calore hè più chjuca, a dissipazione di u calore à l’angulu di u cumpunente A hè limitata.

Cumu aduprà PCB per a dissipazione di calore di u pacchettu IC?

U sicondu aspettu hè a struttura di u PCB, chì hà l’influenza più decisiva nantu à u rendiment termale di u disignu di u PCB. U principiu generale hè: u più rame in u PCB, u più altu u rendiment termale di i cumpunenti di u sistema. A situazione ideale di dissipazione di calore per i dispositi semiconduttori hè chì u chip hè muntatu nantu à un grande pezzu di rame liquidu. Per a maiò parte di l’applicazioni, stu metudu di muntatura ùn hè micca praticu, cusì pudemu solu fà qualchì altru cambiamentu à u PCB per migliurà u rendiment di dissipazione di calore. Per a maiò parte di l’applicazioni oghje, u voluminu tutale di u sistema cuntinueghja à diminuisce, chì hà un effettu avversu nantu à u rendiment di dissipazione di calore. U più grande u PCB, u più grande l’area chì pò esse aduprata per a cunduzzione di u calore, è hà ancu una flessibilità più grande, chì permette abbastanza spaziu trà i cumpunenti d’alta putenza.

Sempre chì hè pussibule, maximizà u numeru è u grossu di i piani di terra di rame PCB. U pesu di u ramu di a terra hè generalmente relativamente grande, è hè una strada termale eccellente per tuttu u PCB per dissiparà u calore. L’arrangiamentu di u filatu per ogni strata aumenterà ancu a proporzione tutale di ramu utilizatu per a cunduzzione di calore. Tuttavia, stu cablaggio hè generalmente isolatu elettricamente è termicamente, chì limita u so rolu cum’è una capa di dissipazione di calore potenziale. U filatu di u pianu di u dispusitivu deve esse u più elettricu pussibule cù parechji piani di terra, per aiutà à maximizà a cunduzzione di u calore. I vias di dissipazione di u calore nantu à u PCB sottu u dispusitivu semiconductor aiutanu u calore à entre in i strati intarrati di u PCB è cunduce à u spinu di u circuit board.

Per migliurà u rendiment di dissipazione di u calore, i strati superiore è inferiore di u PCB sò “locu d’oru”. Aduprate fili più larghi è alluntanassi da i dispositi d’alta putenza per furnisce una strada termale per a dissipazione di u calore. A tavola termale dedicata hè un metudu eccellente per a dissipazione di calore PCB. U tavulinu termale hè generalmente situatu nantu à a cima o in u spinu di u PCB, è hè cunnessu termale à u dispusitivu per mezu di cunnessione di rame direttu o via termale. In u casu di un pacchettu in linea (pacchetti cù cunduttori da i dui lati), stu tipu di bordu di cunduzzione di calore pò esse situatu nantu à a cima di u PCB è a forma di “ossu di cane” (u mezu hè strettu cum’è u pacchettu, è l’area luntanu da u pacchettu hè relativamente chjuca, grande, chjuca in u mezu è grande à l’estremità). In u casu di un pacchettu di quattru lati (ci sò cunduttori nantu à tutti i quattru lati), a piastra di cunduzzione di u calore deve esse situata nantu à u spinu di u PCB o entre in u PCB.

Cumu aduprà PCB per a dissipazione di calore di u pacchettu IC?

Aumentà a dimensione di u pianu termale hè un modu eccellente per migliurà u rendiment termale di u pacchettu PowerPAD. Diverse dimensioni di piastre di cunduzzione di calore anu una grande influenza nantu à u rendiment termicu. A scheda di dati di u produttu furnita in forma di tavula generalmente listinu queste informazioni di dimensione. Tuttavia, hè difficiule di quantificà l’impattu di u ramu aghjuntu di i PCB persunalizati. Aduprendu alcune calculatrici in linea, l’utilizatori ponu selezziunà un dispositivu è poi cambià a dimensione di u pad di cobre per stima u so impattu nantu à u rendiment di dissipazione di calore di PCB non-JEDEC. Questi strumenti di calculu mette in risaltu l’impattu di u disignu di PCB nantu à u rendiment termicu. Per un pacchettu di quattru lati, l’area di u pad superiore hè solu più chjuca cà l’area di u pad esposta di u dispusitivu. In questu casu, a capa intarrata o posteriore hè u primu modu per ottene un rinfrescante megliu. Per i pacchetti duali in linea, pudemu usà un stile di pad “ossu di cane” per dissiparà u calore.

Infine, i sistemi cù PCB più grande pò ancu esse usatu per rinfriscà. In u casu chì i viti sò cunnessi à a piastra di cunduzzione di u calore è u pianu di terra per a dissipazione di u calore, certi viti utilizati per muntà u PCB ponu ancu diventà camini di calore efficace à a basa di u sistema. In cunsiderà l’effettu di a cunduzzione di u calore è u costu, u numeru di viti deve esse u valore massimu chì righjunghji u puntu di ritorni diminuenti. Dopu à esse cunnessu à a piastra cunduttiva termale, a piastra di rinforzu di PCB di metallu hà più area di rinfrescante. Per certi appiicazioni induve u PCB hè cupertu cù una cunchiglia, u materiale di riparazione di saldatura cuntrullata di tipu hà un rendimentu termale più altu ch’è a cunchiglia raffreddata à l’aria. Soluzioni di rinfrescamentu, cum’è fan è dissipatori di calore, sò ancu metudi cumuni per u rinfrescante di u sistema, ma di solitu necessitanu più spaziu o bisognu di mudificà u disignu per ottimisà l’effettu di rinfrescante.

Per disignà un sistema cù un rendimentu termale più altu, ùn hè micca abbastanza per sceglie un bonu dispositivu IC è una suluzione chjusa. U rendiment di dissipazione di calore di l’IC dipende da u PCB è a capacità di u sistema di dissipazione di calore per rinfriscà rapidamente i dispositi IC. Utilizendu u metudu di raffreddamentu passivu sopra, u rendiment di dissipazione di u calore di u sistema pò esse assai migliuratu.