Sut i ddefnyddio PCB ar gyfer afradu gwres pecyn IC?

Yr agwedd gyntaf ar ddylunio PCB a all wella perfformiad thermol yw cynllun y ddyfais PCB. Lle bynnag y bo hynny’n bosibl, dylid gwahanu cydrannau pŵer uchel ar y PCB oddi wrth ei gilydd. Mae’r gwahaniad corfforol hwn rhwng cydrannau pŵer uchel yn gwneud y mwyaf o’r ardal PCB o amgylch pob cydran pŵer uchel, a thrwy hynny helpu i sicrhau dargludiad gwres gwell. Dylid cymryd gofal i ynysu cydrannau sy’n sensitif i dymheredd ar y PCB oddi wrth gydrannau pŵer uchel. Lle bynnag y bo hynny’n bosibl, dylai lleoliad gosod cydrannau pŵer uchel fod yn bell i ffwrdd o gorneli y PCB. Gall lleoliad PCB mwy canolog wneud y mwyaf o arwynebedd y bwrdd o amgylch cydrannau pŵer uchel, a thrwy hynny helpu i afradu gwres. Mae Ffigur 2 yn dangos dau ddyfais lled-ddargludyddion union yr un fath: mae cydran A a chydran B. Mae Cydran A wedi’i lleoli ar gornel y PCB ac mae ganddo dymheredd cyffordd marw sydd 5% yn uwch na chydran B oherwydd bod cydran B wedi’i lleoli’n agosach at y canol. Gan fod yr ardal fwrdd o amgylch y gydran ar gyfer afradu gwres yn llai, mae’r afradu gwres ar gornel cydran A yn gyfyngedig.

Yr ail agwedd yw strwythur y PCB, sydd â’r dylanwad mwyaf pendant ar berfformiad thermol dyluniad PCB. Yr egwyddor gyffredinol yw: po fwyaf o gopr yn y PCB, yr uchaf yw perfformiad thermol cydrannau’r system. Y sefyllfa afradu gwres delfrydol ar gyfer dyfeisiau lled-ddargludyddion yw bod y sglodyn wedi’i osod ar ddarn mawr o gopr wedi’i oeri â hylif. Ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau, mae’r dull mowntio hwn yn anymarferol, felly dim ond er mwyn gwella perfformiad afradu gwres y gallwn wneud rhai newidiadau eraill i’r PCB. Ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau heddiw, mae cyfanswm cyfaint y system yn parhau i grebachu, sy’n cael effaith andwyol ar berfformiad afradu gwres. Po fwyaf yw’r PCB, y mwyaf yw’r ardal y gellir ei defnyddio ar gyfer dargludiad gwres, ac mae ganddo hefyd fwy o hyblygrwydd, gan ganiatáu digon o le rhwng y cydrannau pŵer uchel.

Lle bynnag y bo modd, cynyddwch nifer a thrwch awyrennau daear copr PCB. Mae pwysau copr haen y ddaear yn gymharol fawr ar y cyfan, ac mae’n llwybr thermol rhagorol i’r PCB cyfan wasgaru gwres. Bydd y trefniant gwifrau ar gyfer pob haen hefyd yn cynyddu cyfanswm cyfran y copr a ddefnyddir ar gyfer dargludiad gwres. Fodd bynnag, mae’r gwifrau hyn fel arfer wedi’u hynysu yn drydanol ac yn thermol, sy’n cyfyngu ar ei rôl fel haen afradu gwres bosibl. Dylai gwifrau awyren ddaear y ddyfais fod mor drydanol â phosibl gyda llawer o awyrennau daear, er mwyn helpu i gynyddu dargludiad gwres i’r eithaf. Mae’r vias afradu gwres ar y PCB o dan y ddyfais lled-ddargludyddion yn helpu gwres i fynd i mewn i haenau claddedig y PCB a’u dargludo i gefn y bwrdd cylched.

Er mwyn gwella perfformiad afradu gwres, mae haenau uchaf a gwaelod y PCB yn “leoliadau euraidd”. Defnyddiwch wifrau ehangach a’u llwybr i ffwrdd o ddyfeisiau pŵer uchel i ddarparu llwybr thermol ar gyfer afradu gwres. Mae’r bwrdd thermol pwrpasol yn ddull rhagorol ar gyfer afradu gwres PCB. Yn gyffredinol, mae’r bwrdd thermol wedi’i leoli ar ben neu gefn y PCB, ac mae wedi’i gysylltu’n thermol â’r ddyfais trwy gysylltiadau copr uniongyrchol neu vias thermol. Yn achos pecyn mewnol (pecynnau ag arweinyddion ar y ddwy ochr), gellir lleoli’r math hwn o fwrdd dargludiad gwres ar ben y PCB a’i siapio fel “asgwrn ci” (mae’r canol mor gul â’r pecyn, a’r mae’r ardal i ffwrdd o’r pecyn yn gymharol fach. Mawr, bach yn y canol a mawr ar y pennau). Yn achos pecyn pedair ochr (mae arweinyddion ar bob un o’r pedair ochr), rhaid lleoli’r plât dargludo gwres ar gefn y PCB neu fynd i mewn i’r PCB.

Sut i ddefnyddio PCB ar gyfer afradu gwres pecyn IC?

Mae cynyddu maint y bwrdd thermol yn ffordd wych o wella perfformiad thermol y pecyn PowerPAD. Mae gwahanol feintiau plât dargludiad gwres yn cael dylanwad mawr ar berfformiad thermol. Mae’r daflen ddata cynnyrch a ddarperir ar ffurf tabl yn gyffredinol yn rhestru’r wybodaeth faint hon. Fodd bynnag, mae’n anodd meintioli effaith y copr ychwanegol o PCBs arferol. Gan ddefnyddio rhai cyfrifianellau ar-lein, gall defnyddwyr ddewis dyfais ac yna newid maint y pad copr i amcangyfrif ei effaith ar berfformiad afradu gwres PCBs nad ydynt yn JEDEC. Mae’r offer cyfrifo hyn yn tynnu sylw at effaith dylunio PCB ar berfformiad thermol. Ar gyfer pecyn pedair ochr, mae arwynebedd y pad uchaf ychydig yn llai nag arwynebedd pad agored y ddyfais. Yn yr achos hwn, yr haen gladdedig neu’r haen gefn yw’r ffordd gyntaf i oeri yn well. Ar gyfer pecynnau mewn-lein deuol, gallwn ddefnyddio arddull pad “asgwrn cŵn” i afradu gwres.

Yn olaf, gellir defnyddio systemau gyda PCBs mwy ar gyfer oeri. Yn achos bod y sgriwiau wedi’u cysylltu â’r plât dargludo gwres a’r awyren ddaear ar gyfer afradu gwres, gall rhai sgriwiau a ddefnyddir i osod y PCB hefyd ddod yn llwybrau gwres effeithiol i waelod y system. O ystyried effaith a chost dargludiad gwres, dylai nifer y sgriwiau fod y gwerth mwyaf sy’n cyrraedd pwynt yr enillion gostyngol. Ar ôl cael ei gysylltu â’r plât dargludol thermol, mae gan y plât atgyfnerthu PCB metel fwy o ardal oeri. Ar gyfer rhai cymwysiadau lle mae’r PCB wedi’i orchuddio â chragen, mae gan y deunydd atgyweirio weldio a reolir math berfformiad perfformiad thermol uwch na’r gragen aer-oeri. Mae datrysiadau oeri, fel ffaniau a sinciau gwres, hefyd yn ddulliau cyffredin ar gyfer oeri system, ond fel rheol mae angen mwy o le arnynt neu mae angen iddynt addasu’r dyluniad i wneud y gorau o’r effaith oeri.

I ddylunio system â pherfformiad thermol uwch, nid yw’n ddigon dewis dyfais IC dda a datrysiad caeedig. Mae perfformiad afradu gwres yr IC yn dibynnu ar y PCB a gallu’r system afradu gwres i oeri’r dyfeisiau IC yn gyflym. Trwy ddefnyddio’r dull oeri goddefol uchod, gellir gwella perfformiad afradu gwres y system yn fawr.