IC-pakaĵoj dependas de PCB por varma disipado. Ĝenerale, PCB estas la ĉefa malvarmiga metodo por mezpotencaj semikonduktaĵoj. Bona PCB-varma disipado-projekto havas grandan efikon, ĝi povas igi la sistemon funkcii bone, sed ankaŭ povas entombigi la kaŝitan danĝeron de termikaj akcidentoj. Zorgema pritraktado de PCB-aranĝo, tabula strukturo kaj aparata muntado povas helpi plibonigi varman disipan rendimenton por mezaj kaj altaj potencaj aplikoj.

Semikonduktaĵaj fabrikantoj malfacile regas sistemojn, kiuj uzas siajn aparatojn. Tamen sistemo kun IC instalita estas kritika por ĝenerala aparata agado. Por laŭmendaj IC-aparatoj, la sistemdizajnisto tipe kunlaboras proksime kun la fabrikanto por certigi, ke la sistemo plenumas la multajn postulojn de varmega disipado de potencaj aparatoj. Ĉi tiu frua kunlaboro certigas, ke la IC plenumas elektrajn kaj agadajn normojn, certigante taŭgan funkciadon ene de la malvarmiga sistemo de la kliento. Multaj grandaj semikonduktaĵaj kompanioj vendas aparatojn kiel normajn komponantojn, kaj ne ekzistas kontakto inter la fabrikanto kaj la fina aplikaĵo. In this case, we can only use some general guidelines to help achieve a good passive heat dissipation solution for IC and system.

Ofta semikonduktaĵa pakaĵo estas nuda kuseneto aŭ PowerPADTM-pakaĵo. En ĉi tiuj pakoj, la blato estas muntita sur metala plato nomata blato. Ĉi tiu speco de blato-bloko subtenas la blaton dum la procezo de blato-prilaborado, kaj ankaŭ estas bona termika vojo por aparata varma disipado. Kiam la pakita nuda kuseno estas veldita al la PCB, varmo rapide eliras el la pakaĵo kaj en la PCB. La varmeco tiam disiĝas tra la PCB-tavoloj en la ĉirkaŭan aeron. Nudaj kusenaj pakaĵoj kutime transdonas ĉirkaŭ 80% de la varmego en la PCB tra la fundo de la pakaĵo. La ceteraj 20% de la varmo elsendas tra la aparataj dratoj kaj diversaj flankoj de la pakaĵo. Malpli ol 1% de la varmego eskapas tra la supro de la pakaĵo. En la kazo de ĉi tiuj senŝelaj pakoj, bona PCB-varmega disipado estas esenca por certigi certan aparatan agadon.

La unua aspekto de PCB-projektado, kiu plibonigas termikan rendimenton, estas PCB-enpaĝiga aranĝo. Kiam ajn eblas, la potencaj komponantoj sur la PCB devas esti apartigitaj unu de la alia. Ĉi tiu fizika interspaco inter alt-potencaj eroj maksimumigas la PCB-areon ĉirkaŭ ĉiu alt-potenca ero, kio helpas pli bonan varmotransigon. Oni zorgu apartigi temperatur-sentemajn erojn de altaj potencaj eroj sur la PCB. Kiam ajn eblas, altaj potencaj eroj troviĝu for de la anguloj de la PCB. Pli intera PCB-pozicio maksimumigas la tabulan areon ĉirkaŭ la alt-potencaj komponantoj, tiel helpante malŝpari varmon. Figure 2 shows two identical semiconductor devices: components A and B. Komponento A, situanta ĉe la angulo de la PCB, havas A-krucan temperaturon 5% pli altan ol komponento B, kiu situas pli centre. La varma disipado ĉe la angulo de komponanto A estas limigita de la pli malgranda panela areo ĉirkaŭ la komponanto uzita por varma disipado.

La dua aspekto estas la strukturo de PCB, kiu havas la plej decidan influon sur la termika agado de PCB-projektado. Ĝenerale, ju pli da kupro havas la PCB, des pli alta estas la termika agado de la sistemaj komponantoj. La ideala varmeco disipanta situacion por semikonduktaĵaj aparatoj estas, ke la blato estas muntita sur granda bloko de likva malvarmigita kupro. Ĉi tio ne estas praktika por plej multaj aplikoj, do ni devis fari aliajn ŝanĝojn al la PCB por plibonigi varman disipadon. Por plej multaj aplikoj hodiaŭ, la totala volumo de la sistemo malpliiĝas, negative influante efikecon de varmega disipado. Pli grandaj PCBS havas pli da surfaca areo uzebla por varmotransigo, sed ankaŭ havas pli da fleksebleco por lasi sufiĉe da spaco inter alt-potencaj eroj.

Kiam ajn eblas, maksimumigu la nombron kaj dikecon de PCB-kupraj tavoloj. La pezo de surtera kupro ĝenerale estas granda, kio estas bonega termika vojo por la tuta PCB-varma disipado. La aranĝo de la drataro de la tavoloj ankaŭ pliigas la totalan specifan pezon de kupro uzata por varma kondukado. Tamen ĉi tiu drataro kutime estas elektre izolita, limigante ĝian uzon kiel ebla varmega lavujo. La terkonekto de la aparato devas esti konektita kiel eble plej elektre al tiom multaj teraj tavoloj kiel eble por helpi maksimumigi varmokondukton. Varmaj disipaj truoj en la PCB sub la duonkondukta aparato helpas varmon eniri la enigitajn tavolojn de la PCB kaj transdoni al la malantaŭo de la tabulo.

La supraj kaj malsupraj tavoloj de PCB estas “ĉefaj lokoj” por plibonigita malvarmiga agado. Uzi pli larĝajn dratojn kaj vojon for de alt-potencaj aparatoj povas provizi termikan vojon por varma disipado. Speciala varmokondukta tabulo estas bonega metodo por PCB-varma disipado. La termokonduka plato situas sur la supro aŭ malantaŭo de la PCB kaj estas termike konektita al la aparato per rekta kupro-ligo aŭ termika tra-truo. Kaze de enlinia pakado (nur kun kondukiloj ambaŭflanke de la pakaĵo), la varmokondukta plato povas troviĝi sur la supro de la PCB, kun formo de “hundosto” (la mezo estas tiel mallarĝa kiel la pakaĵo, la kupro for de la pakaĵo havas grandan areon, malgrandan meze kaj grandan ĉe ambaŭ finoj). En la kazo de kvarflanka pakaĵo (kun kondukiloj sur ĉiuj kvar flankoj), la varmokondukta plato devas troviĝi sur la malantaŭo de la PCB aŭ ene de la PCB.

Pliigi la grandecon de la varmokondukta plato estas bonega maniero plibonigi la termikan rendimenton de pakaĵoj PowerPAD. Malsama grandeco de varmokondukta plato havas grandan influon sur termika agado. A tabular product data sheet typically lists these dimensions. Sed kvantigi la efikon de aldonita kupro al kutimaj PCBS estas malfacile. Per interretaj kalkuliloj, uzantoj povas elekti aparaton kaj ŝanĝi la grandecon de la kupra kuseneto por taksi ĝian efikon al la termika agado de PCB ne-JEDEC. Ĉi tiuj kalkulaj iloj reliefigas la amplekson, en kiu PCB-projektado influas efikecon de varmega disipado. Por kvarflankaj pakoj, kie la areo de la supra kuseneto estas nur malpli ol la nuda kuseneta areo de la aparato, enigo aŭ malantaŭa tavolo estas la unua metodo por atingi pli bonan malvarmigon. Por duoblaj en-liniaj pakaĵoj, ni povas uzi la padstilon “hundosto” por dispeli varmecon.

Finfine, sistemoj kun pli grandaj PCBS ankaŭ povas esti uzataj por malvarmigo. La ŝraŭboj uzataj por munti la PCB ankaŭ povas provizi efikan termikan aliron al la bazo de la sistemo kiam konektitaj al la termika plato kaj tera tavolo. Konsiderante varmokonduktecon kaj koston, la nombro da ŝraŭboj devas esti maksimumigita ĝis malpliigo de revenoj. La metala PCB-rigidigilo havas pli da malvarmeta areo post esti konektita al la termika plato. Por iuj aplikoj, kie la PCB-loĝejo havas ŝelon, la lutaĵa materialo de TIPO B havas pli altan termikan rendimenton ol la aermalvarmigita ŝelo. Malvarmigaj solvoj, kiel ventumiloj kaj naĝiloj, ankaŭ estas ofte uzataj por sistemo-malvarmigo, sed ili ofte postulas pli da spaco aŭ postulas projektajn modifojn por optimumigi malvarmigon.

Por projekti sistemon kun alta termika agado, ne sufiĉas elekti bonan IC-aparaton kaj fermitan solvon. IC-malvarmiga agado-planado dependas de LA PCB kaj de la kapablo de la malvarmiga sistemo por permesi IC-aparatojn malvarmiĝi rapide. La pasiva malvarmiga metodo menciita supre povas multe plibonigi la varmegan disipadon de la sistemo.