IC -pakketten fertrouwe op PCB foar waarmteferlies. Yn ‘t algemien is PCB de wichtichste koelmethode foar apparaten mei hege macht semiconductor. In goed ûntwerp fan PCB -hjittedissipaasje hat in grutte ynfloed, it kin it systeem goed meitsje, mar kin ek it ferburgen gefaar fan termyske ûngemakken begrave. Foarsichtich ôfhanneljen fan PCB-yndieling, boerdstruktuer, en apparaatmontering kin helpe by it ferbetterjen fan prestaasjes fan waarmte-dissipaasje foar applikaasjes mei medium en hege macht.

Semiconductor -fabrikanten hawwe muoite mei it kontrolearjen fan systemen dy’t har apparaten brûke. In systeem mei in IC ynstalleare is lykwols kritysk foar algemiene apparaatprestaasjes. Foar oanpaste IC-apparaten wurket de systeemûntwerper typysk nau gear mei de fabrikant om te soargjen dat it systeem foldocht oan ‘e protte easken foar hjittedissipaasje fan apparaten mei hege macht. Dizze iere gearwurking soarget derfoar dat de IC foldocht oan elektryske en prestaasjestandaarden, wylst se soarget foar goede wurking binnen it koelsysteem fan ‘e klant. In protte grutte halfgeleiderbedriuwen ferkeapje apparaten as standertkomponinten, en d’r is gjin kontakt tusken de fabrikant en de einapplikaasje. In this case, we can only use some general guidelines to help achieve a good passive heat dissipation solution for IC and system.

Mienskiplik pakket semiconductor -pakket is bleat pad as PowerPADTM -pakket. Yn dizze pakketten wurdt de chip monteare op in metalen plaat neamd in chippad. Dit soarte chippad stipet de chip yn it proses fan chipferwurking, en is ek in goed termysk paad foar waarmteôfwiking fan apparaten. As de ferpakte bleate pad wurdt laske oan ‘e PCB, wurdt waarmte fluch útgean fan it pakket en yn’ e PCB. De waarmte wurdt dan ferdreaun troch de PCB -lagen yn ‘e omlizzende loft. Pakketjes mei bleat pad oerdrage typysk sawat 80% fan ‘e waarmte yn’ e PCB fia de boaiem fan it pakket. De oerbleaune 20% fan ‘e waarmte wurdt útstjoerd fia de apparaatdraden en ferskate kanten fan it pakket. Minder dan 1% fan ‘e waarmte ûntkomt troch de top fan it pakket. Yn it gefal fan dizze bleate-pakket-pakketten is goed ûntwerp fan PCB-hjittedissipaasje essensjeel om bepaalde prestaasjes fan it apparaat te garandearjen.

It earste aspekt fan PCB -ûntwerp dat termyske prestaasjes ferbetteret is de layout fan PCB -apparaten. Wannear mooglik moatte de komponinten mei hege macht op ‘e PCB fan elkoar skieden wurde. Dizze fysike ôfstân tusken komponinten mei hege macht maksimaliseart it PCB-gebiet om elke komponint mei hege macht, wat helpt by it berikken fan bettere waarmte-oerdracht. Soarch moat wurde nommen om temperatuergefoelige komponinten te skieden fan komponinten mei hege macht op ‘e PCB. Wêr mooglik moatte komponinten mei hege macht fuort fan ‘e hoeken fan’ e PCB lizze. In mear tuskenlizzende PCB-posysje maksimaliseart it boerdgebiet om ‘e komponinten mei hege macht, en helpt dêrmei waarmte te fersprieden. Figure 2 shows two identical semiconductor devices: components A and B. Komponint A, lizzend op ‘e hoeke fan’ e PCB, hat in chip -krúningstemperatuer 5% heger dan komponint B, dat sintraal is pleatst. De hjittedissipaasje op ‘e hoeke fan komponint A wurdt beheind troch it lytsere panielgebiet om it komponint dat wurdt brûkt foar hjittedissipaasje.

It twadde aspekt is de struktuer fan PCB, dy’t de meast beslissende ynfloed hat op ‘e termyske prestaasjes fan PCB -ûntwerp. As algemiene regel, hoe mear koper de PCB hat, hoe heger de termyske prestaasjes fan ‘e systeemkomponinten. De ideale situaasje foar hjittedissipaasje foar halfgeleiderapparaten is dat de chip is monteare op in grut blok mei floeistofgekoelde koper. Dit is net praktysk foar de measte tapassingen, dus wy moasten oare feroaringen meitsje oan ‘e PCB om de waarmteferlies te ferbetterjen. Foar de measte tapassingen hjoed krimpt it totale folume fan it systeem, en hat negative gefolgen foar waarmteferliesprestaasjes. Gruttere PCBS hawwe mear oerflak dat kin wurde brûkt foar waarmte-oerdracht, mar hawwe ek mear fleksibiliteit om genôch romte te litten tusken komponinten mei hege macht.

As it mooglik is, maksimalisearje it oantal en dikte fan PCB -koperlagen. It gewicht fan grûnkoper is oer it algemien grut, wat in treflik termysk paad is foar de heule PCB -hjittedissipaasje. De regeling fan ‘e bedrading fan’ e lagen fergruttet ek de totale spesifike swiertekrêft fan koper dy’t wurdt brûkt foar waarmtegeleiding. Dizze bedrading is lykwols gewoanlik elektrysk isolearre, wêrtroch it gebrûk dêrfan wurdt beheind as in mooglike waarmtewetter. De ierdapparaat fan it apparaat moat sa elektrysk mooglik wurde bedraad op safolle mooglik grûnlagen om te helpen maksimalisearjen fan waarmtegeleiding. Gaten foar waarmteferlies yn ‘e PCB ûnder it halfgeleiderapparaat helpe waarmte de ynbêde lagen fan’ e PCB yn te gean en oer te dragen nei de efterkant fan it boerd.

De boppeste en ûnderste lagen fan in PCB binne “prime lokaasjes” foar ferbettere koelprestaasjes. Breder draaien brûke en fuortride fan apparaten mei hege macht kin in termysk paad leverje foar hjittedissipaasje. Spesjaal waarmtegeleidingsboerd is in poerbêste metoade foar PCB -hjittedissipaasje. De thermaalgeleidende plaat leit oan ‘e boppekant as efterkant fan’ e PCB en is termysk ferbûn mei it apparaat fia in direkte koperferbining as in thermysk trochgat. Yn it gefal fan inline ferpakking (allinich mei leads oan beide kanten fan it pakket) kin de waarmtegelei plaat oan ‘e boppekant fan’ e PCB lizze, foarmje as in “hûnbeien” (it midden is sa smel as it pakket, de koper fuort fan it pakket hat in grut gebiet, lyts yn ‘t midden en grut oan beide einen). Yn it gefal fan pakket mei fjouwer kanten (mei leads oan alle fjouwer kanten), moat de waarmtegeleidingplaat op ‘e rêch fan’ e PCB as yn ‘e PCB lizze.

It fergrutsjen fan de grutte fan ‘e waarmtegeleidingsplaat is in poerbêste manier om de termyske prestaasjes fan PowerPAD -pakketten te ferbetterjen. Ferskillende grutte fan waarmtegeleidingsplaat hat grutte ynfloed op termyske prestaasjes. A tabular product data sheet typically lists these dimensions. Mar kwantifisearjen fan de ynfloed fan tafoege koper op oanpaste PCBS is lestich. Mei online rekkenmasines kinne brûkers in apparaat selektearje en de grutte fan it koperblokje feroarje om it effekt te skatten op de termyske prestaasjes fan in net-JEDEC PCB. Dizze berekkeningsynstruminten markearje de mjitte wêryn PCB -ûntwerp de prestaasjes fan waarmte -dissipaasje beynfloedet. Foar pakketten mei fjouwer kanten, wêr’t it gebiet fan ‘e boppeste pad krekt minder is as it bleate padgebiet fan it apparaat, is ynbêde as efterkant de earste metoade om bettere koeling te berikken. Foar dûbele yn-line pakketten kinne wy ​​de padstyl “hûneknoop” brûke om waarmte te fersprieden.

Uteinlik kinne systemen mei gruttere PCBS ek wurde brûkt foar koeling. De skroeven dy’t wurde brûkt foar montage fan ‘e PCB kinne ek effektive thermyske tagong leverje oan’ e basis fan it systeem as se binne ferbûn mei de termyske plaat en grûnlaach. Sjoen thermyske konduktiviteit en kosten, soe it oantal skroeven moatte wurde maksimalisearre oant it ferminderjen fan rendemint. De metalen PCB -ferstiver hat mear koelgebiet neidat se is ferbûn mei de termyske plaat. Foar guon applikaasjes wêr’t de PCB -húsfesting in shell hat, hat it TYPE B soldeer patchmateriaal in hegere termyske prestaasjes dan de loftkoelde shell. Koelingsoplossingen, lykas fans en finnen, wurde ek faak brûkt foar systeembekoeling, mar se fereaskje faaks mear romte as fereaskje ûntwerpmodifikaasjes om koeling te optimalisearjen.

Om in systeem te ûntwerpen mei hege termyske prestaasjes, is it net genôch om in goed IC -apparaat en sletten oplossing te kiezen. Plannen fan IC -koelprestaasjes hinget ôf fan DE PCB en de kapasiteit fan it koelsysteem om IC -apparaten fluch te koelen. De hjirboppe neamde passive koelmethode kin de prestaasjes fan waarmte -dissipaasje fan it systeem sterk ferbetterje.