IC paketeak oinarritzen dira PCB beroa xahutzeko. In general, PCB is the main cooling method for high power semiconductor devices. A good PCB heat dissipation design has a great impact, it can make the system run well, but also can bury the hidden danger of thermal accidents. PCBaren diseinua, taulen egitura eta gailuaren muntaketa arretaz maneiatzeak potentzia ertaineko eta handiko aplikazioetarako beroa xahutzeko errendimendua hobetzen lagun dezake.

Erdieroaleen fabrikatzaileek zailtasunak dituzte beren gailuak erabiltzen dituzten sistemak kontrolatzeko. Hala ere, IC instalatuta duen sistema funtsezkoa da gailuaren errendimendu orokorrerako. IC gailu pertsonalizatuetarako, sistemaren diseinatzaileak normalean estuki lan egiten du fabrikatzailearekin, sistemak potentzia handiko gailuen beroa xahutzeko baldintza ugari betetzen dituela ziurtatzeko. Lankidetza goiztiar horri esker, ICak elektrizitate eta errendimendu estandarrak betetzen ditu, bezeroaren hozte sistemaren funtzionamendu egokia bermatzen duen bitartean. Many large semiconductor companies sell devices as standard components, and there is no contact between the manufacturer and the end application. Kasu honetan, jarraibide orokor batzuk soilik erabil ditzakegu IC eta sistemarako beroa xahutzeko irtenbide pasibo hobea lortzen laguntzeko.

Nola diseinatu PCBrako bero xahutzea

Erdieroaleen pakete mota arrunta pad hutsa edo PowerPADTM paketea da. In these packages, the chip is mounted on a metal plate called a chip pad. Chip pad mota honek txipa onartzen du txipa prozesatzeko prozesuan, eta gailuaren beroa xahutzeko bide termiko ona ere bada. When the packaged bare pad is welded to the PCB, heat is quickly exited from the package and into the PCB. The heat is then dissipated through the PCB layers into the surrounding air. Bare pad paketeek normalean beroaren% 80 inguru PCBra transferitzen dute paketearen behealdetik. Gainerako beroaren% 20 gailuaren harietatik eta paketearen hainbat aldeetatik igortzen da. Beroaren% 1 baino gutxiago irteten da paketearen goialdetik. Biluzik dauden pakete hauen kasuan, PCBaren beroa xahutzeko diseinu ona ezinbestekoa da gailuaren zenbait errendimendu ziurtatzeko.

Errendimendu termikoa hobetzen duen PCB diseinuaren lehen alderdia PCB gailuen diseinua da. Ahal den guztietan, PCBko potentzia handiko osagaiak elkarrengandik banandu behar dira. Potentzia handiko osagaien arteko tarte fisiko horrek potentzia handiko osagai bakoitzaren inguruko PCB eremua maximizatzen du eta horrek bero transferentzia hobea lortzen laguntzen du. Care should be taken to separate temperature sensitive components from high power components on the PCB. Ahal den neurrian, potentzia handiko osagaiak PCBaren izkinetatik urrun kokatu behar dira. Tarteko PCB posizio altuagoak potentzia handiko osagaien inguruko taularen eremua maximizatzen du, eta horrela beroa xahutzen laguntzen du. Bi gailu erdieroale berdin erakusten dira: A eta B osagaiak. A osagaiak, PCBaren izkinan dagoena, txiparen lotura tenperatura B osagaia baino% 5 handiagoa da, erdialdean kokatuta dagoena. A osagaiaren izkinan beroa xahutzea beroa xahutzeko erabilitako osagaiaren inguruko panelaren eremu txikiagoak mugatzen du.

Bigarren alderdia PCBaren egitura da, PCBren diseinuaren errendimendu termikoan eragin erabakigarriena duena. Oro har, PCBak zenbat eta kobre gehiago izan, orduan eta handiagoa izango da sistemaren osagaien errendimendu termikoa. Gailu erdieroaleen beroa xahutzeko egoera ezin hobea da txipa likidoarekin hoztutako kobre bloke handi batean muntatuta egotea. Hori ez da praktikoa aplikazio gehienetan, beraz, PCBan beste aldaketa batzuk egin behar izan ditugu beroa xahutzeko. For most applications today, the total volume of the system is shrinking, adversely affecting heat dissipation performance. Larger PCBS have more surface area that can be used for heat transfer, but also have more flexibility to leave enough space between high-power components.

Ahal den neurrian, maximizatu PCB kobre geruzen kopurua eta lodiera. Lurreko kobrearen pisua orokorrean handia da, hau da, bide termiko bikaina da PCBaren beroa xahutzeko. The arrangement of the wiring of the layers also increases the total specific gravity of copper used for heat conduction. Hala ere, kableatu hau elektrizoki isolatuta egon ohi da, balizko bero harraska gisa erabiltzea mugatuz. Gailuaren lurrera konektatzea ahalik eta modu elektrikoan konektatu behar da ahalik eta lurrik gabeko geruza gehienetara, beroaren eroapena maximizatzen laguntzeko. Gailu erdieroalearen azpiko PCBan beroa xahutzeko zuloek beroa PCBaren geruza txertatuetan sartzen eta taularen atzeko aldera transferitzen laguntzen dute.

PCB baten goiko eta beheko geruzak “lehen kokapenak” dira hozte-errendimendua hobetzeko. Hari zabalagoak erabiltzeak eta potentzia handiko gailuetatik aldatzeak bide termikoa eman dezake beroa xahutzeko. Beroaren eroapeneko taula berezia PCB beroa xahutzeko metodo bikaina da. Plaka eroale termikoa PCBaren goialdean edo atzealdean dago eta gailura termikoki konektatzen da kobrezko konexio zuzen baten bidez edo zeharkako zulo termiko baten bidez. Lerrokako ontzien kasuan (paketearen bi aldeetako kableekin soilik), beroaren eroapeneko plaka PCBaren goiko aldean koka daiteke, “txakur hezurra” itxura duena (erdia paketea bezain estua da, paketetik urrun dagoen kobreak azalera handia du, erdian txikia eta bi muturretan handia). Lau aldetako paketearen kasuan (lau aldeetan kableak dituena), beroaren eroapen plaka PCBaren atzealdean edo PCB barruan kokatu behar da.

Beroaren eroapen plakaren tamaina handitzea PowerPAD paketeen errendimendu termikoa hobetzeko modu bikaina da. Different size of heat conduction plate has great influence on thermal performance. Taularen produktuen fitxa normalean dimentsio hauek agertzen dira. Baina kobre erantsiak PCBS pertsonalizatuan duen eragina zenbatzea zaila da. With online calculators, users can select a device and change the size of the copper pad to estimate its effect on the thermal performance of a non-JEDEC PCB. Kalkulu tresna hauek nabarmentzen dute zenbateraino eragiten duen PCBen diseinuak beroa xahutzeko errendimenduan. For four-side packages, where the area of the top pad is just less than the bare pad area of the device, embedding or back layer is the first method to achieve better cooling. Lineako pakete bikoitzetarako, “txakurren hezurra” pad estiloa erabil dezakegu beroa xahutzeko.

Azkenean, PCBS handiagoak dituzten sistemak hozteko ere erabil daitezke. The screws used to mount the PCB can also provide effective thermal access to the base of the system when connected to the thermal plate and ground layer. Eroankortasun termikoa eta kostua kontuan hartuta, torloju kopurua maximizatu egin behar da etekinak gutxituz. PCB metalezko gogortzaileak hozte eremu gehiago du plaka termikoarekin konektatu ondoren. PCB etxebizitzak estalkia duen zenbait aplikaziotan, B motako soldadurako materialak airez hoztutako estalkiak baino errendimendu termiko handiagoa du. Hozteko irtenbideak, hala nola haizagailuak eta hegatsak, sistema hozteko erabili ohi dira, baina askotan leku gehiago behar izaten dute edo hozte optimizatzeko diseinu aldaketak eskatzen dituzte.

Errendimendu termiko handiko sistema diseinatzeko, ez da nahikoa IC gailu ona eta irtenbide itxia aukeratzea. IC hozte errendimenduen programazioa PCBaren eta hozte sistemaren ahalmenaren araberakoa da IC gailuak azkar hozteko. Goian aipatu dugun hozte pasiboaren metodoak sistemaren beroa xahutzeko errendimendua asko hobetu dezake.