इसका उपयोग कैसे करें:
पीसीबी आईसी पैकेज गर्मी लंपटता के लिए?

पीसीबी डिजाइन का पहला पहलू जो थर्मल प्रदर्शन में सुधार कर सकता है वह है पीसीबी डिवाइस लेआउट। जब भी संभव हो, पीसीबी पर उच्च शक्ति वाले घटकों को एक दूसरे से अलग किया जाना चाहिए। उच्च-शक्ति घटकों के बीच यह भौतिक अलगाव प्रत्येक उच्च-शक्ति घटक के आसपास पीसीबी क्षेत्र को अधिकतम करता है, जिससे बेहतर गर्मी चालन प्राप्त करने में मदद मिलती है। पीसीबी पर तापमान-संवेदनशील घटकों को उच्च-शक्ति घटकों से अलग करने के लिए देखभाल की जानी चाहिए। जब भी संभव हो, उच्च शक्ति वाले घटकों की स्थापना स्थान पीसीबी के कोनों से बहुत दूर होना चाहिए। एक अधिक केंद्रीय पीसीबी स्थान उच्च-शक्ति घटकों के आसपास बोर्ड क्षेत्र को अधिकतम कर सकता है, जिससे गर्मी को खत्म करने में मदद मिलती है। चित्रा 2 दो समान अर्धचालक उपकरणों को दिखाता है: घटक ए और घटक बी। घटक ए पीसीबी के कोने पर स्थित है और इसमें डाई जंक्शन तापमान है जो घटक बी से 5% अधिक है क्योंकि घटक बी मध्य के करीब स्थित है। चूंकि गर्मी लंपटता के लिए घटक के आसपास का बोर्ड क्षेत्र छोटा है, इसलिए घटक ए के कोने पर गर्मी का अपव्यय सीमित है।

आईसी पैकेज गर्मी अपव्यय के लिए पीसीबी का उपयोग कैसे करें?

दूसरा पहलू पीसीबी की संरचना है, जिसका पीसीबी डिजाइन के थर्मल प्रदर्शन पर सबसे निर्णायक प्रभाव पड़ता है। सामान्य सिद्धांत है: पीसीबी में जितना अधिक तांबा होगा, सिस्टम घटकों का थर्मल प्रदर्शन उतना ही अधिक होगा। अर्धचालक उपकरणों के लिए आदर्श गर्मी अपव्यय की स्थिति यह है कि चिप को तरल-ठंडा तांबे के एक बड़े टुकड़े पर लगाया जाता है। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, यह माउंटिंग विधि अव्यावहारिक है, इसलिए हम केवल गर्मी अपव्यय प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए पीसीबी में कुछ अन्य बदलाव कर सकते हैं। आज अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, सिस्टम की कुल मात्रा सिकुड़ती जा रही है, जिसका गर्मी अपव्यय प्रदर्शन पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। पीसीबी जितना बड़ा होगा, उतना बड़ा क्षेत्र जो गर्मी चालन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, और इसमें अधिक लचीलापन भी होता है, जिससे उच्च शक्ति वाले घटकों के बीच पर्याप्त जगह मिलती है।

जब भी संभव हो, पीसीबी कॉपर ग्राउंड प्लेन की संख्या और मोटाई को अधिकतम करें। ग्राउंड लेयर कॉपर का वजन आम तौर पर अपेक्षाकृत बड़ा होता है, और यह पूरे पीसीबी के लिए गर्मी को खत्म करने के लिए एक उत्कृष्ट थर्मल पथ है। प्रत्येक परत के लिए तारों की व्यवस्था से ऊष्मा चालन के लिए उपयोग किए जाने वाले तांबे के कुल अनुपात में भी वृद्धि होगी। हालांकि, यह वायरिंग आमतौर पर विद्युत और थर्मल रूप से पृथक होती है, जो संभावित गर्मी अपव्यय परत के रूप में इसकी भूमिका को सीमित करती है। डिवाइस ग्राउंड प्लेन की वायरिंग कई ग्राउंड प्लेन के साथ यथासंभव विद्युत होनी चाहिए, ताकि गर्मी चालन को अधिकतम करने में मदद मिल सके। सेमीकंडक्टर डिवाइस के तहत पीसीबी पर गर्मी अपव्यय विअस गर्मी को पीसीबी की दबी हुई परतों में प्रवेश करने और सर्किट बोर्ड के पीछे तक ले जाने में मदद करता है।

गर्मी अपव्यय प्रदर्शन में सुधार करने के लिए, पीसीबी की ऊपरी और निचली परतें “सुनहरे स्थान” हैं। गर्मी अपव्यय के लिए एक थर्मल पथ प्रदान करने के लिए व्यापक तारों का उपयोग करें और उन्हें उच्च-शक्ति वाले उपकरणों से दूर करें। समर्पित थर्मल बोर्ड पीसीबी गर्मी लंपटता के लिए एक उत्कृष्ट तरीका है। थर्मल बोर्ड आमतौर पर पीसीबी के ऊपर या पीछे स्थित होता है, और सीधे तांबे के कनेक्शन या थर्मल विअस के माध्यम से डिवाइस से जुड़ा होता है। इनलाइन पैकेज (दोनों तरफ लीड वाले पैकेज) के मामले में, इस तरह का हीट कंडक्शन बोर्ड पीसीबी के शीर्ष पर स्थित हो सकता है और “डॉग बोन” के आकार का हो सकता है (बीच में पैकेज जितना संकरा होता है, और पैकेज से दूर का क्षेत्र अपेक्षाकृत छोटा है। बड़ा, बीच में छोटा और सिरों पर बड़ा)। चार-पक्ष पैकेज के मामले में (चारों तरफ लीड होते हैं), गर्मी-संचालन प्लेट पीसीबी के पीछे स्थित होनी चाहिए या पीसीबी में प्रवेश करना चाहिए।

आईसी पैकेज गर्मी अपव्यय के लिए पीसीबी का उपयोग कैसे करें?

पावरपैड पैकेज के थर्मल प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए थर्मल बोर्ड का आकार बढ़ाना एक शानदार तरीका है। विभिन्न गर्मी चालन प्लेट आकार थर्मल प्रदर्शन पर बहुत प्रभाव डालते हैं। तालिका के रूप में प्रदान की गई उत्पाद डेटा शीट आम तौर पर इन आकार की जानकारी को सूचीबद्ध करती है। हालांकि, कस्टम पीसीबी के अतिरिक्त तांबे के प्रभाव को मापना मुश्किल है। कुछ ऑनलाइन कैलकुलेटर का उपयोग करके, उपयोगकर्ता एक उपकरण का चयन कर सकते हैं और फिर गैर-जेईडीईसी पीसीबी के गर्मी अपव्यय प्रदर्शन पर इसके प्रभाव का अनुमान लगाने के लिए कॉपर पैड के आकार को बदल सकते हैं। ये गणना उपकरण थर्मल प्रदर्शन पर पीसीबी डिजाइन के प्रभाव को उजागर करते हैं। फोर-साइड पैकेज के लिए, टॉप पैड का एरिया डिवाइस के एक्सपोज्ड पैड के एरिया से बस छोटा होता है। इस मामले में, दफन या पिछली परत बेहतर शीतलन प्राप्त करने का पहला तरीका है। दोहरे इन-लाइन पैकेज के लिए, हम गर्मी को खत्म करने के लिए “डॉग बोन” पैड शैली का उपयोग कर सकते हैं।

अंत में, बड़े पीसीबी वाले सिस्टम को कूलिंग के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। इस मामले में कि स्क्रू हीट-कंडक्टिंग प्लेट और ग्राउंड प्लेन से हीट अपव्यय के लिए जुड़े होते हैं, पीसीबी को माउंट करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले कुछ स्क्रू सिस्टम बेस के लिए प्रभावी हीट पाथ भी बन सकते हैं। गर्मी चालन प्रभाव और लागत को ध्यान में रखते हुए, शिकंजा की संख्या अधिकतम मूल्य होनी चाहिए जो घटते रिटर्न के बिंदु तक पहुंच जाए। थर्मल प्रवाहकीय प्लेट से जुड़े होने के बाद, धातु पीसीबी सुदृढीकरण प्लेट में अधिक शीतलन क्षेत्र होता है। कुछ अनुप्रयोगों के लिए जहां पीसीबी एक खोल के साथ कवर किया जाता है, प्रकार नियंत्रित वेल्डिंग मरम्मत सामग्री में एयर कूल्ड खोल की तुलना में उच्च थर्मल प्रदर्शन होता है। शीतलन समाधान, जैसे पंखे और हीट सिंक, सिस्टम कूलिंग के लिए भी सामान्य तरीके हैं, लेकिन उन्हें आमतौर पर अधिक स्थान की आवश्यकता होती है या शीतलन प्रभाव को अनुकूलित करने के लिए डिज़ाइन को संशोधित करने की आवश्यकता होती है।

उच्च तापीय प्रदर्शन वाली प्रणाली को डिजाइन करने के लिए, एक अच्छा आईसी उपकरण और बंद समाधान चुनना पर्याप्त नहीं है। आईसी का गर्मी अपव्यय प्रदर्शन पीसीबी पर निर्भर करता है और आईसी उपकरणों को जल्दी से ठंडा करने के लिए गर्मी अपव्यय प्रणाली की क्षमता पर निर्भर करता है। उपरोक्त निष्क्रिय शीतलन विधि का उपयोग करके, सिस्टम के गर्मी लंपटता प्रदर्शन में काफी सुधार किया जा सकता है।