Mae pecynnau IC yn dibynnu PCB ar gyfer afradu gwres. Yn gyffredinol, PCB yw’r prif ddull oeri ar gyfer dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer uchel. Mae dyluniad afradu gwres PCB da yn cael effaith fawr, gall wneud i’r system redeg yn dda, ond gall hefyd gladdu’r perygl cudd o ddamweiniau thermol. Gall trin cynllun PCB, strwythur bwrdd a mownt dyfeisiau yn ofalus helpu i wella perfformiad afradu gwres ar gyfer cymwysiadau pŵer canolig a phwer uchel.

Mae gweithgynhyrchwyr lled-ddargludyddion yn cael anhawster rheoli systemau sy’n defnyddio eu dyfeisiau. Fodd bynnag, mae system gydag IC wedi’i gosod yn hanfodol i berfformiad cyffredinol y ddyfais. Ar gyfer dyfeisiau IC arfer, mae dylunydd y system fel arfer yn gweithio’n agos gyda’r gwneuthurwr i sicrhau bod y system yn cwrdd â gofynion afradu gwres niferus dyfeisiau pŵer uchel. Mae’r cydweithrediad cynnar hwn yn sicrhau bod yr IC yn cwrdd â safonau trydanol a pherfformiad, wrth sicrhau gweithrediad cywir o fewn system oeri y cwsmer. Mae llawer o gwmnïau lled-ddargludyddion mawr yn gwerthu dyfeisiau fel cydrannau safonol, ac nid oes unrhyw gyswllt rhwng y gwneuthurwr a’r cais terfynol. Yn yr achos hwn, dim ond rhai canllawiau cyffredinol y gallwn eu defnyddio i helpu i sicrhau datrysiad afradu gwres goddefol da ar gyfer IC a system.

Math pecyn lled-ddargludyddion cyffredin yw pad noeth neu becyn PowerPADTM. Yn y pecynnau hyn, mae’r sglodyn wedi’i osod ar blât metel o’r enw pad sglodion. Mae’r math hwn o bad sglodion yn cefnogi’r sglodyn yn y broses o brosesu sglodion, ac mae hefyd yn llwybr thermol da ar gyfer afradu gwres dyfais. Pan fydd y pad noeth wedi’i becynnu wedi’i weldio i’r PCB, mae’r gwres yn cael ei adael yn gyflym o’r pecyn ac i’r PCB. Yna caiff y gwres ei afradloni trwy’r haenau PCB i’r aer o’i amgylch. Mae pecynnau padiau noeth fel arfer yn trosglwyddo tua 80% o’r gwres i’r PCB trwy waelod y pecyn. Mae’r 20% sy’n weddill o’r gwres yn cael ei ollwng trwy’r gwifrau dyfais ac ochrau amrywiol y pecyn. Mae llai nag 1% o’r gwres yn dianc trwy ben y pecyn. Yn achos y pecynnau pad noeth hyn, mae dyluniad afradu gwres PCB da yn hanfodol i sicrhau perfformiad penodol mewn dyfais.

Yr agwedd gyntaf ar ddylunio PCB sy’n gwella perfformiad thermol yw cynllun dyfais PCB. Lle bynnag y bo hynny’n bosibl, dylid gwahanu’r cydrannau pŵer uchel ar y PCB oddi wrth ei gilydd. Mae’r bylchau corfforol hwn rhwng cydrannau pŵer uchel yn gwneud y mwyaf o’r ardal PCB o amgylch pob cydran pŵer uchel, sy’n helpu i drosglwyddo gwres yn well. Dylid cymryd gofal i wahanu cydrannau sy’n sensitif i dymheredd oddi wrth gydrannau pŵer uchel ar y PCB. Lle bynnag y bo modd, dylid lleoli cydrannau pŵer uchel i ffwrdd o gorneli’r PCB. Mae safle PCB mwy canolraddol yn gwneud y mwyaf o arwynebedd y bwrdd o amgylch y cydrannau pŵer uchel, a thrwy hynny helpu i afradu gwres. Mae Ffigur 2 yn dangos dau ddyfais lled-ddargludyddion union yr un fath: cydrannau A a B. Mae gan gydran A, sydd wedi’i lleoli ar gornel y PCB, dymheredd cyffordd sglodion A 5% yn uwch na chydran B, sydd wedi’i lleoli’n fwy canolog. Mae’r afradu gwres ar gornel cydran A wedi’i gyfyngu gan yr ardal banel lai o amgylch y gydran a ddefnyddir ar gyfer afradu gwres.

Yr ail agwedd yw strwythur PCB, sydd â’r dylanwad mwyaf pendant ar berfformiad thermol dylunio PCB. Fel rheol gyffredinol, y mwyaf o gopr sydd gan 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 floc mawr o gopr wedi’i oeri â hylif. Nid yw hyn yn ymarferol ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau, felly roedd yn rhaid i ni wneud newidiadau eraill i’r PCB i wella afradu gwres. Ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau heddiw, mae cyfanswm cyfaint y system yn crebachu, gan effeithio’n andwyol ar berfformiad afradu gwres. Mae gan PCBS mwy o arwynebedd mwy y gellir ei ddefnyddio ar gyfer trosglwyddo gwres, ond mae ganddynt hefyd fwy o hyblygrwydd i adael digon o le rhwng cydrannau pŵer uchel.

Lle bynnag y bo modd, cynyddwch nifer a thrwch haenau copr PCB. Mae pwysau copr daear yn gyffredinol fawr, sy’n llwybr thermol rhagorol ar gyfer afradu gwres cyfan y PCB. Mae trefniant gwifrau’r haenau hefyd yn cynyddu cyfanswm disgyrchiant penodol copr a ddefnyddir ar gyfer dargludiad gwres. Fodd bynnag, mae’r gwifrau hyn fel arfer wedi’u hinswleiddio’n drydanol, gan gyfyngu ar ei ddefnydd fel sinc gwres posibl. Dylid gwifrau sylfaen y ddyfais mor drydanol â phosibl i gynifer o haenau sylfaen â phosibl er mwyn helpu i gynyddu dargludiad gwres i’r eithaf. Mae tyllau afradu gwres yn y PCB o dan y ddyfais lled-ddargludyddion yn helpu gwres i fynd i mewn i haenau gwreiddio y PCB a’u trosglwyddo i gefn y bwrdd.

Mae haenau uchaf a gwaelod PCB yn “brif leoliadau” ar gyfer perfformiad oeri gwell. Gall defnyddio gwifrau ehangach a llwybro i ffwrdd o ddyfeisiau pŵer uchel ddarparu llwybr thermol ar gyfer afradu gwres. Mae bwrdd dargludiad gwres arbennig yn ddull rhagorol ar gyfer afradu gwres PCB. Mae’r plât dargludol thermol wedi’i leoli ar ben neu gefn y PCB ac mae wedi’i gysylltu’n thermol â’r ddyfais trwy naill ai gysylltiad copr uniongyrchol neu dwll trwodd thermol. Yn achos pecynnu mewnol (dim ond gyda gwifrau ar ddwy ochr y pecyn), gellir lleoli’r plât dargludiad gwres ar ben y PCB, wedi’i siapio fel “asgwrn ci” (mae’r canol mor gul â’r pecyn, y mae gan gopr i ffwrdd o’r pecyn ardal fawr, bach yn y canol a mawr ar y ddau ben). Yn achos pecyn pedair ochr (gydag arweinyddion ar bob un o’r pedair ochr), rhaid lleoli’r plât dargludiad gwres ar gefn y PCB neu y tu mewn i’r PCB.

Mae cynyddu maint y plât dargludiad gwres yn ffordd wych o wella perfformiad thermol pecynnau PowerPAD. Mae plât dargludiad gwres o wahanol faint yn cael dylanwad mawr ar berfformiad thermol. Mae taflen ddata cynnyrch tablau fel arfer yn rhestru’r dimensiynau hyn. Ond mae’n anodd mesur effaith copr ychwanegol ar PCBS personol. Gyda chyfrifianellau ar-lein, gall defnyddwyr ddewis dyfais a newid maint y pad copr i amcangyfrif ei effaith ar berfformiad thermol PCB nad yw’n JEDEC. Mae’r offer cyfrifo hyn yn tynnu sylw at y graddau y mae dyluniad PCB yn dylanwadu ar berfformiad afradu gwres. Ar gyfer pecynnau pedair ochr, lle mae arwynebedd y pad uchaf ychydig yn llai nag ardal pad noeth y ddyfais, gwreiddio neu haen gefn yw’r dull cyntaf i sicrhau gwell oeri. Ar gyfer pecynnau mewn-lein deuol, gallwn ddefnyddio’r arddull pad “asgwrn cŵn” i afradu gwres.

Yn olaf, gellir defnyddio systemau â PCBS mwy ar gyfer oeri. Gall y sgriwiau a ddefnyddir i osod y PCB hefyd ddarparu mynediad thermol effeithiol i waelod y system pan fyddant wedi’u cysylltu â’r plât thermol a’r haen ddaear. O ystyried dargludedd thermol a chost, dylid cynyddu nifer y sgriwiau i’r pwynt o enillion gostyngol. Mae gan y stiffener PCB metel fwy o ardal oeri ar ôl cael ei gysylltu â’r plât thermol. Ar gyfer rhai cymwysiadau lle mae cragen yn y cartref PCB, mae gan y deunydd patsh solder TYPE B berfformiad thermol uwch na’r gragen wedi’i oeri ag aer. Mae datrysiadau oeri, fel ffaniau ac esgyll, hefyd yn cael eu defnyddio’n gyffredin ar gyfer oeri system, ond yn aml mae angen mwy o le arnynt neu mae angen addasiadau dylunio arnynt i wneud y gorau o oeri.

I ddylunio system â pherfformiad thermol uchel, nid yw’n ddigon dewis dyfais IC dda a datrysiad caeedig. Mae amserlennu perfformiad oeri IC yn dibynnu ar THE PCB a chynhwysedd y system oeri i ganiatáu i ddyfeisiau IC oeri yn gyflym. Gall y dull oeri goddefol a grybwyllir uchod wella perfformiad afradu gwres y system yn fawr.