Hvernig á að nota PCB fyrir IC pakka hitaleiðni?

Fyrsti þátturinn í PCB hönnun sem getur bætt hitauppstreymi er útlit PCB tækisins. Þegar mögulegt er, ætti að aðskilja aflmikla íhluti á PCB hver frá öðrum. Þessi líkamlegi aðskilnaður á milli aflmikilla íhluta hámarkar PCB-svæðið í kringum hvern aflmikilhluta og hjálpar þannig til við að ná betri hitaleiðni. Gæta skal þess að einangra hitanæma íhluti á PCB frá aflmiklum íhlutum. Þegar mögulegt er ætti uppsetningarstaður aflmikilla íhluta að vera langt í burtu frá hornum PCB. Miðlægri PCB staðsetning getur hámarkað borðsvæðið í kringum aflmikla íhluti og þar með hjálpað til við að dreifa hita. Mynd 2 sýnir tvö eins hálfleiðaratæki: íhluti A og íhlut B. Íhlutur A er staðsettur við hornið á PCB og er með mótshitastig sem er 5% hærra en hluti B vegna þess að hluti B er staðsettur nær miðjunni. Þar sem borðsvæðið umhverfis íhlutinn fyrir hitaleiðni er minna er hitaleiðni við horn hluta A takmörkuð.

Hvernig á að nota PCB fyrir IC pakka hitaleiðni?

Annar þátturinn er uppbygging PCB, sem hefur mest afgerandi áhrif á hitauppstreymi PCB hönnunarinnar. Almenna meginreglan er: því meira kopar í PCB, því meiri hitauppstreymi kerfishluta. Hin fullkomna hitaleiðni fyrir hálfleiðara tæki er að flísinn er festur á stórt stykki af vökvakældum kopar. Fyrir flest forrit er þessi festingaraðferð óhagkvæm, svo við getum aðeins gert nokkrar aðrar breytingar á PCB til að bæta hitaleiðni. Fyrir flest forrit í dag heldur heildarrúmmál kerfisins áfram að minnka, sem hefur slæm áhrif á hitaleiðni. Því stærra sem PCB er, því stærra svæði sem hægt er að nota til varmaleiðni, og það hefur einnig meiri sveigjanleika, sem leyfir nóg pláss á milli aflmikilla íhlutanna.

Þegar mögulegt er, hámarkaðu fjölda og þykkt PCB kopar jarðplana. Þyngd jarðlagsins kopar er almennt tiltölulega stór og það er frábær hitauppstreymi fyrir allt PCB til að dreifa hita. Fyrirkomulag raflagna fyrir hvert lag mun einnig auka heildarhlutfall kopars sem notaður er til hitaleiðni. Hins vegar eru þessi raflögn venjulega raf- og hitaeinangruð, sem takmarkar hlutverk þess sem hugsanlegt hitaleiðnislag. Raflögn á jarðplani tækisins ætti að vera eins rafknúin og mögulegt er með mörgum jarðplanum til að hjálpa til við að hámarka hitaleiðni. Hitadreifingarleiðirnar á PCB undir hálfleiðarabúnaðinum hjálpa hita að komast inn í grafin lög PCB og leiða aftan á hringrásina.

Til að bæta hitaleiðni eru efst og neðsta lögin á PCB „gylltir staðir“. Notaðu breiðari víra og leiddu þá í burtu frá öflugum tækjum til að veita hitaleið fyrir hitaleiðni. Sérstakt hitauppstreymi er frábær aðferð fyrir PCB hitaleiðni. Hitaborðið er almennt staðsett efst eða aftan á PCB og er hitatengdur við tækið með beinum kopartengingum eða hitauppstreymi. Ef um er að ræða innbyggða pakka (pakkningar með leiðslum á báðum hliðum), getur slík hitaleiðniborð verið staðsett efst á PCB og í laginu eins og „hundabein“ (miðjan er eins þröng og pakkningin, og svæði frá pakkanum er tiltölulega lítið. Stórt, lítið í miðjunni og stórt í endunum). Ef um er að ræða fjögurra hliða pakka (það eru leiðar á öllum fjórum hliðum) verður hitaleiðandi platan að vera staðsett á bakhlið PCB eða inn í PCB.

Hvernig á að nota PCB fyrir IC pakka hitaleiðni?

Að stækka stærð hitauppstreymis er frábær leið til að bæta hitauppstreymi PowerPAD pakkans. Mismunandi stærðir hitaleiðniplötu hafa mikil áhrif á hitauppstreymi. Vörugagnablaðið sem gefið er upp í formi töflu sýnir almennt þessar stærðarupplýsingar. Hins vegar er erfitt að mæla áhrifin af viðbættum kopar af sérsniðnum PCB-efnum. Með því að nota sumar reiknivélar á netinu geta notendur valið tæki og síðan breytt stærð koparpúðans til að meta áhrif þess á hitaleiðni frammistöðu PCB sem ekki eru af JEDEC. Þessi reikniverkfæri undirstrika áhrif PCB hönnunar á hitauppstreymi. Fyrir fjórhliða pakka er flatarmál efsta púðans aðeins minna en flatarmál óvarins púðar tækisins. Í þessu tilviki er grafið eða baklagið fyrsta leiðin til að ná betri kælingu. Fyrir tvöfalda pakka í línu, getum við notað „hundabein“ púðastíl til að dreifa hita.

Að lokum er einnig hægt að nota kerfi með stærri PCB til kælingar. Ef skrúfurnar eru tengdar við hitaleiðandi plötuna og jarðplanið fyrir varmaleiðni, geta sumar skrúfur sem notaðar eru til að festa PCB einnig orðið áhrifaríkar hitaleiðir í kerfisgrunninn. Miðað við hitaleiðniáhrif og kostnað ætti fjöldi skrúfa að vera hámarksgildi sem nær því marki að minnka ávöxtun. Eftir að hafa verið tengdur við hitaleiðandi plötuna hefur málm PCB styrkingarplatan meira kælisvæði. Fyrir sum forrit þar sem PCB er þakið skel, hefur gerðarstýrða suðuviðgerðarefnið meiri hitauppstreymi en loftkælt skel. Kælilausnir, eins og viftur og hitakökur, eru einnig algengar aðferðir við kerfiskælingu, en þær þurfa yfirleitt meira pláss eða þarf að breyta hönnuninni til að hámarka kæliáhrifin.

Til að hanna kerfi með meiri hitauppstreymi er ekki nóg að velja gott IC tæki og lokaða lausn. Afköst hitaleiðni IC fer eftir PCB og getu hitaleiðnikerfisins til að kæla IC tækin fljótt. Með því að nota ofangreinda óvirka kæliaðferð er hægt að bæta hitaleiðni kerfisins til muna.