Teknologi pendinginan PCB wis sampeyan sinaoni

Paket IC gumantung PCB kanggo ngilangi panas. Umumé, PCB minangka metode pendinginan utama kanggo piranti semikonduktor daya dhuwur. Desain disipasi panas PCB sing apik duweni pengaruh sing gedhe, bisa nggawe sistem bisa mlaku kanthi apik, nanging uga bisa ngubur bebaya termal saka kacilakan termal. Penanganan tata letak PCB kanthi tliti, struktur papan, lan pemasangan piranti bisa mbantu ningkatake kinerja disipasi panas kanggo aplikasi medium lan daya dhuwur.

ipcb

Produsen semikonduktor kesulitan ngontrol sistem sing nggunakake piranti kasebut. Nanging, sistem sing dipasang ing IC penting banget kanggo kinerja piranti sakabehe. Kanggo piranti IC kustom, perancang sistem biasane makarya raket karo pabrikan kanggo mesthekake manawa sistem kasebut memenuhi syarat-syarat disipasi panas piranti listrik sing dhuwur. Kolaborasi awal iki njamin manawa IC memenuhi standar listrik lan kinerja, nalika njamin operasi sing bener ing sistem pendinginan pelanggan. Akeh perusahaan semikonduktor gedhe sing adol piranti minangka komponen standar, lan ora ana kontak antarane pabrikan lan aplikasi pungkasan. Ing kasus iki, kita mung bisa nggunakake sawetara pandhuan umum kanggo mbantu entuk solusi disipasi panas pasif sing apik kanggo IC lan sistem.

Jinis paket semikonduktor umum yaiku pad pad utawa paket PowerPADTM. Ing paket kasebut, chip dipasang ing piring logam sing diarani chip pad. Jenis chip pad iki ndhukung chip ing proses pangolahan chip, lan uga minangka jalur termal sing apik kanggo disipasi panas piranti. Nalika pad kosong sing dikemas dipasang ing PCB, panas cepet metu saka paket lan menyang PCB. Panas banjur dibuwang liwat lapisan PCB menyang udara ing saubenge. Paket pad bare biasane mindhah udakara 80% panas menyang PCB liwat sisih ngisor paket. Sisa 20% panas sing diluncurake liwat kabel piranti lan macem-macem sisi paket kasebut. Kurang saka 1% panas bisa lolos liwat sisih ndhuwur paket. Ing paket bungkus pad kosong, desain disipasi panas PCB sing penting penting banget kanggo njamin kinerja piranti tartamtu.

Aspek pertama desain PCB sing nambah kinerja termal yaiku tata letak piranti PCB. Yen bisa, komponen daya dhuwur ing PCB kudu dipisahake siji lan sijine. Jarak fisik ing antarane komponen daya dhuwur bisa nggedhekake area PCB ing saben komponen daya dhuwur, sing mbantu entuk transfer panas sing luwih apik. Ati-ati kudu dipisahake kanggo komponen sing sensitif suhu saka komponen daya dhuwur ing PCB. Yen bisa, komponen daya dhuwur kudu adoh saka pojok PCB. Posisi PCB sing luwih menengah nggedhekake area papan ing sekitar komponen daya dhuwur, saengga bisa mbantu ngilangi panas. Gambar 2 nuduhake rong piranti semikonduktor sing padha: komponen A lan B. Komponen A, dununge ing pojok PCB, suhu simpang chip 5% luwih dhuwur tinimbang komponen B, sing diposisikan luwih akeh ing tengah. Disipasi panas ing pojok komponen A diwatesi dening area panel sing luwih cilik ing sekitar komponen sing digunakake kanggo disipasi panas.

Aspek nomer loro yaiku struktur PCB, sing duweni pengaruh paling penting kanggo kinerja termal desain PCB. Minangka aturan umum, luwih akeh tembaga PCB, luwih dhuwur kinerja termal saka komponen sistem. Kahanan disipasi panas sing cocog kanggo piranti semikonduktor yaiku chip kasebut dipasang ing blok tembaga sing adhem cair. Iki ora praktis kanggo umume aplikasi, mula kita kudu nggawe pangowahan liyane ing PCB kanggo nambah disipasi panas. Kanggo umume aplikasi dina iki, volume total sistem sithik, mengaruhi kinerja disipasi panas. PCBS sing luwih gedhe duwe area permukaan sing luwih akeh sing bisa digunakake kanggo transfer panas, nanging uga duwe fleksibilitas luwih akeh kanggo nuwuhake cukup ruang ing antarane komponen daya dhuwur.

Yen bisa, maksimalake jumlah lan kekandelan lapisan tembaga PCB. Bobot tembaga grounding umume gedhe, yaiku jalur termal sing apik banget kanggo kabeh disipasi panas PCB. Pangaturan kabel lapisan uga nambah gravitasi tembaga tartamtu sing digunakake kanggo konduksi panas. Nanging, kabel iki biasane terisolasi listrik, matesi panggunaan minangka heat sink potensial. Grounding piranti kudu kabel sabisa listrik nganti bisa lapisan grounding sabisa-bisa supaya bisa nambah konduksi panas. Bolongan disipasi panas ing PCB ing ngisor piranti semikonduktor mbantu panas ngetik lapisan PCB sing ditempelake lan transfer menyang sisih mburi papan.

Lapisan ndhuwur lan ngisor PCB minangka “lokasi utama” kanggo kinerja pendinginan sing luwih apik. Nggunakake kabel sing luwih jembar lan nuntun adoh saka piranti sing duwe daya dhuwur bisa nyedhiyakake dalan termal kanggo disipasi panas. Papan konduksi panas khusus minangka cara sing apik kanggo disipasi panas PCB. Pelat konduktif termal ana ing sisih ndhuwur utawa mburi PCB lan dipasang kanthi thermally menyang piranti liwat sambungan tembaga langsung utawa bolongan liwat termal. Ing kasus kemasan inline (mung nganggo petunjuk ing loro-lorone paket), piring konduksi panas bisa ditemokake ing sisih ndhuwur PCB, bentuke kaya “balung segawon” (tengahe sempit kaya bungkus, tembaga sing adoh saka bungkus duwe area sing amba, cilik ing tengah lan gedhe ing sisih loro). Ing paket papat-sisih (kanthi petunjuk ing kabeh papat sisih), pelat konduksi panas kudu ana ing sisih mburi PCB utawa ing njero PCB.

Nambah ukuran piring konduksi panas minangka cara sing paling apik kanggo nambah kinerja termal paket PowerPAD. Ukuran plate konduksi panas sing beda-beda duweni pengaruh banget marang kinerja termal. Lembar data produk tabular biasane nyathet dimensi kasebut. Nanging ngetung pengaruh tembaga sing ditambahake ing PCBS khusus iku angel. Kanthi kalkulator online, pangguna bisa milih piranti lan ngganti ukuran pad tembaga kanggo ngira pengaruhe ing kinerja termal PCB non-JEDEC. Alat pitungan kasebut nyoroti babagan desain PCB sing mengaruhi kinerja disipasi panas. Kanggo paket papat sisih, ing endi area pad ndhuwur kurang saka area pad telanjang piranti, embedding utawa layer mburi minangka cara pertama supaya pendinginan luwih apik. Kanggo paket dual in-line, kita bisa nggunakake gaya pad “balung segawon” kanggo ngilangi panas.

Pungkasane, sistem kanthi PCBS sing luwih gedhe uga bisa digunakake kanggo adhem. Sekrup sing digunakake kanggo masang PCB uga bisa nyedhiyakake akses termal sing efektif menyang pangkal sistem nalika disambungake menyang pelat termal lan lapisan lemah. Ngelingi konduktivitas termal lan biaya, jumlah sekrup kudu maksimal nganti suda pengembalian. Pengeras PCB logam duwe area pendinginan luwih akeh sawise disambungake karo piring termal. Kanggo sawetara aplikasi ing omah PCB duwe cangkang, bahan tambalan solder TYPE B nduweni kinerja termal sing luwih dhuwur tinimbang cangkang sing digawe adhem. Solusi adhem, kayata penggemar lan sirip, uga umum digunakake kanggo adhem sistem, nanging asring mbutuhake papan sing luwih akeh utawa mbutuhake modifikasi desain kanggo ngoptimalake pendinginan.

Kanggo ngrancang sistem kanthi kinerja termal sing dhuwur, ora cukup milih piranti IC sing apik lan solusi tertutup. Penjadwalan kinerja pendinginan IC gumantung karo PCB lan kapasitas sistem pendinginan supaya piranti IC bisa adhem kanthi cepet. Cara pendinginan pasif sing kasebut ing ndhuwur bisa nambah kinerja disipasi panas saka sistem.