Թե ինչպես կարելի է օգտագործել PCB IC փաթեթի ջերմության ցրման համար:

PCB դիզայնի առաջին ասպեկտը, որը կարող է բարելավել ջերմային աշխատանքը, PCB սարքի դասավորությունն է: Հնարավորության դեպքում PCB-ի վրա բարձր հզորության բաղադրիչները պետք է առանձնացվեն միմյանցից: Բարձր էներգիայի բաղադրիչների միջև այս ֆիզիկական տարանջատումը առավելագույնի հասցնում է PCB-ի տարածքը յուրաքանչյուր բարձր էներգիայի բաղադրիչի շուրջ՝ դրանով իսկ օգնելով հասնել ավելի լավ ջերմային հաղորդման: Պետք է զգույշ լինել PCB-ի ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայուն բաղադրիչները բարձր հզորության բաղադրիչներից մեկուսացնելու համար: Հնարավորության դեպքում բարձր էներգիայի բաղադրիչների տեղադրման վայրը պետք է հեռու լինի PCB-ի անկյուններից: Ավելի կենտրոնական PCB տեղադրությունը կարող է առավելագույնի հասցնել տախտակի տարածքը բարձր էներգիայի բաղադրիչների շուրջ՝ դրանով իսկ օգնելով ցրել ջերմությունը: Նկար 2-ը ցույց է տալիս երկու միանման կիսահաղորդչային սարքեր՝ բաղադրիչ A և բաղադրիչ B: Բաղադրիչ A-ը գտնվում է PCB-ի անկյունում և ունի միջուկի միացման ջերմաստիճան, որը 5%-ով բարձր է բաղադրիչ B-ից, քանի որ բաղադրիչ B-ն ավելի մոտ է գտնվում միջինին: Քանի որ ջերմության ցրման համար բաղադրիչի շուրջ տախտակի տարածքը ավելի փոքր է, A բաղադրիչի անկյունում ջերմության տարածումը սահմանափակ է:

Ինչպե՞ս օգտագործել PCB-ն IC փաթեթի ջերմության ցրման համար:

Երկրորդ ասպեկտը PCB-ի կառուցվածքն է, որն ամենաորոշիչ ազդեցությունն ունի PCB-ի դիզայնի ջերմային աշխատանքի վրա: Ընդհանուր սկզբունքը հետևյալն է. որքան շատ պղինձ է PCB-ում, այնքան բարձր է համակարգի բաղադրիչների ջերմային կատարումը: Կիսահաղորդչային սարքերի համար ջերմության ցրման իդեալական իրավիճակն այն է, որ չիպը տեղադրված է հեղուկով սառեցված պղնձի մեծ կտորի վրա: Ծրագրերի մեծ մասի համար մոնտաժման այս մեթոդն անիրագործելի է, ուստի մենք կարող ենք միայն որոշ այլ փոփոխություններ կատարել PCB-ում՝ ջերմության արտանետման աշխատանքը բարելավելու համար: Այսօրվա կիրառությունների մեծ մասի համար համակարգի ընդհանուր ծավալը շարունակում է կրճատվել, ինչը բացասաբար է անդրադառնում ջերմության արտանետման աշխատանքի վրա: Որքան մեծ է PCB-ն, այնքան մեծ է այն տարածքը, որը կարող է օգտագործվել ջերմության փոխանցման համար, և այն ունի նաև ավելի մեծ ճկունություն՝ թույլ տալով բավականաչափ տարածություն բարձր էներգիայի բաղադրիչների միջև:

Հնարավորության դեպքում առավելագույնի հասցրեք PCB-ի պղնձե հիմքի հարթությունների քանակը և հաստությունը: Հողային շերտի պղնձի քաշը ընդհանուր առմամբ համեմատաբար մեծ է, և դա հիանալի ջերմային ուղի է ամբողջ PCB-ի համար ջերմությունը ցրելու համար: Յուրաքանչյուր շերտի համար լարերի դասավորությունը կբարձրացնի նաև ջերմահաղորդման համար օգտագործվող պղնձի ընդհանուր համամասնությունը: Այնուամենայնիվ, այս լարերը սովորաբար էլեկտրական և ջերմային մեկուսացված են, ինչը սահմանափակում է նրա դերը որպես պոտենցիալ ջերմության ցրման շերտ: Սարքի վերգետնյա հարթության լարերը պետք է հնարավորինս էլեկտրական լինեն գետնին շատ հարթություններում, որպեսզի օգնի առավելագույնի հասցնել ջերմության փոխանցումը: Կիսահաղորդչային սարքի տակ գտնվող PCB-ի վրա ջերմության ցրումը օգնում է ջերմությանը մտնել PCB-ի թաղված շերտերը և անցնել տպատախտակի հետևի մասում:

Ջերմության ցրման արդյունավետությունը բարելավելու համար PCB-ի վերին և ստորին շերտերը «ոսկե տեղանքներ են»: Օգտագործեք ավելի լայն լարեր և հեռացրեք դրանք բարձր էներգիայի սարքերից՝ ջերմության արտանետման համար ջերմային ճանապարհ ապահովելու համար: Հատուկ ջերմատախտակը գերազանց մեթոդ է PCB ջերմության տարածման համար: Ջերմային տախտակը սովորաբար գտնվում է PCB-ի վերևի կամ հետևի մասում և ջերմորեն միացված է սարքին ուղղակի պղնձե միացումների կամ ջերմային երթևեկության միջոցով: Ներկառուցված փաթեթի դեպքում (երկու կողմերում կապարներով փաթեթներ), այս տեսակի ջերմահաղորդիչ տախտակը կարող է տեղակայվել PCB-ի վերին մասում և ձևավորվել որպես «շան ոսկոր» (միջինը նույնքան նեղ է, որքան փաթեթը, և փաթեթից հեռու տարածքը համեմատաբար փոքր է, մեծ, փոքր միջինում և մեծ ծայրերում): Չորս կողմի փաթեթի դեպքում (բոլոր չորս կողմերում կան կապիչներ), ջերմահաղորդիչ ափսեը պետք է տեղադրված լինի PCB-ի հետևի մասում կամ մտնի PCB-ն:

Ինչպե՞ս օգտագործել PCB-ն IC փաթեթի ջերմության ցրման համար:

Ջերմային տախտակի չափը մեծացնելը հիանալի միջոց է PowerPAD փաթեթի ջերմային աշխատանքը բարելավելու համար: Ջերմային հաղորդման տարբեր չափսերը մեծ ազդեցություն ունեն ջերմային աշխատանքի վրա: Ապրանքի տվյալների թերթիկը, որը տրամադրվում է աղյուսակի տեսքով, ընդհանուր առմամբ թվարկում է չափի այս տեղեկատվությունը: Այնուամենայնիվ, դժվար է քանակականացնել սովորական PCB-ների ավելացված պղնձի ազդեցությունը: Օգտագործելով որոշ առցանց հաշվիչներ՝ օգտատերերը կարող են ընտրել սարքը, այնուհետև փոխել պղնձե բարձիկի չափը՝ գնահատելու դրա ազդեցությունը ոչ JEDEC PCB-ների ջերմության արտանետման վրա: Այս հաշվարկային գործիքները ընդգծում են PCB դիզայնի ազդեցությունը ջերմային աշխատանքի վրա: Չորսակողմ փաթեթի համար վերին բարձիկի մակերեսը պարզապես ավելի փոքր է, քան սարքի բաց պահոցի մակերեսը: Այս դեպքում թաղված կամ հետին շերտը ավելի լավ սառեցման հասնելու առաջին միջոցն է: Կրկնակի ներկառուցված փաթեթների համար մենք կարող ենք օգտագործել «շան ոսկոր» բարձիկի ոճը՝ ջերմությունը ցրելու համար:

Վերջապես, ավելի մեծ PCB-ներով համակարգերը կարող են օգտագործվել նաև հովացման համար: Այն դեպքում, երբ պտուտակները միացված են ջերմահաղորդիչ թիթեղին և ցամաքային հարթությանը ջերմության ցրման համար, որոշ պտուտակներ, որոնք օգտագործվում են PCB-ն ամրացնելու համար, կարող են նաև դառնալ արդյունավետ ջերմային ուղիներ դեպի համակարգի բազա: Հաշվի առնելով ջերմահաղորդման էֆեկտը և արժեքը՝ պտուտակների քանակը պետք է լինի առավելագույն արժեքը, որը հասնում է նվազող վերադարձի կետին: Ջերմային հաղորդիչ ափսեին միանալուց հետո մետաղական PCB ամրացնող ափսեը ավելի շատ հովացման տարածք ունի: Որոշ ծրագրերի համար, որտեղ PCB-ն ծածկված է պատյանով, տիպի վերահսկվող եռակցման վերանորոգման նյութը ավելի բարձր ջերմային արդյունավետություն ունի, քան օդով սառեցված պատյանը: Սառեցման լուծումները, ինչպիսիք են օդափոխիչները և ջերմատախտակները, նույնպես համակարգի սառեցման սովորական մեթոդներ են, բայց դրանք սովորաբար ավելի շատ տարածք են պահանջում կամ անհրաժեշտ է փոփոխել դիզայնը՝ հովացման էֆեկտը օպտիմալացնելու համար:

Ավելի բարձր ջերմային արդյունավետությամբ համակարգ նախագծելու համար բավարար չէ լավ IC սարք և փակ լուծում ընտրելը: IC-ի ջերմության ցրման արդյունավետությունը կախված է PCB-ից և ջերմության ցրման համակարգի կարողությունից՝ արագ սառեցնել IC սարքերը: Օգտագործելով վերը նշված պասիվ հովացման մեթոդը, համակարգի ջերմության ցրման արդյունավետությունը կարող է զգալիորեն բարելավվել: