IC პაკეტები ეყრდნობა PCB სითბოს გაფრქვევისთვის. ზოგადად, PCB არის გაგრილების მთავარი მეთოდი მაღალი სიმძლავრის ნახევარგამტარული მოწყობილობებისთვის. PCB სითბოს გაფრქვევის კარგ დიზაინს აქვს დიდი გავლენა, მას შეუძლია სისტემა კარგად იმუშაოს, მაგრამ ასევე შეუძლია დაფაროს თერმული უბედური შემთხვევების ფარული საფრთხე. PCB განლაგების, დაფის სტრუქტურისა და მოწყობილობის საყრდენის ფრთხილი დამუშავება ხელს შეუწყობს საშუალო და მაღალი სიმძლავრის პროგრამებისათვის სითბოს გაფრქვევის გაუმჯობესებას.

ნახევარგამტარების მწარმოებლებს უჭირთ სისტემების კონტროლი, რომლებიც იყენებენ თავიანთ მოწყობილობებს. ამასთან, IC დაყენებული სისტემა გადამწყვეტია მოწყობილობის საერთო მუშაობისთვის. პერსონალური IC მოწყობილობებისთვის, სისტემის დიზაინერი, როგორც წესი, მჭიდროდ თანამშრომლობს მწარმოებელთან, რათა უზრუნველყოს, რომ სისტემა აკმაყოფილებს მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობების სითბოს გაფრქვევის მრავალ მოთხოვნას. ეს ადრეული თანამშრომლობა უზრუნველყოფს, რომ IC აკმაყოფილებს ელექტრო და შესრულების სტანდარტებს, ხოლო უზრუნველყოფს კლიენტის გაგრილების სისტემის სათანადო მუშაობას. ბევრი მსხვილი ნახევარგამტარული კომპანია ყიდის მოწყობილობებს როგორც სტანდარტულ კომპონენტებს და არ არსებობს კონტაქტი მწარმოებელსა და საბოლოო აპლიკაციას შორის. In this case, we can only use some general guidelines to help achieve a good passive heat dissipation solution for IC and system.

საერთო ნახევარგამტარული პაკეტის ტიპი არის შიშველი ბალიში ან PowerPAD M პაკეტი. ამ პაკეტებში, ჩიპი დამონტაჟებულია ლითონის ფირფიტაზე, რომელსაც ეწოდება ჩიპის ბალიში. ამ ტიპის ჩიპის ბალიში მხარს უჭერს ჩიპს ჩიპის დამუშავების პროცესში და ასევე კარგი თერმული გზაა მოწყობილობის სითბოს გაფრქვევისთვის. როდესაც შეფუთული შიშველი ბალიში შედუღებულია PCB– ზე, სითბო სწრაფად გამოდის პაკეტიდან და PCB– ში. შემდეგ სითბო იშლება PCB ფენების მეშვეობით მიმდებარე ჰაერში. შიშველი ბალიშების პაკეტები, როგორც წესი, სითბოს დაახლოებით 80% გადასცემს PCB– ს პაკეტის ბოლოში. სითბოს დარჩენილი 20% გამოიყოფა მოწყობილობის მავთულის მეშვეობით და პაკეტის სხვადასხვა მხარეს. პაკეტის ზედა ნაწილში სითბოს 1% -ზე ნაკლები გადის. ამ შიშველი ბალიშების პაკეტების შემთხვევაში, კარგი PCB სითბოს გაფრქვევის დიზაინი აუცილებელია მოწყობილობის გარკვეული მუშაობის უზრუნველსაყოფად.

PCB დიზაინის პირველი ასპექტი, რომელიც აუმჯობესებს თერმული მუშაობას, არის PCB მოწყობილობის განლაგება. შეძლებისდაგვარად, PCB– ზე არსებული მაღალი სიმძლავრის კომპონენტები უნდა იყოს გამოყოფილი ერთმანეთისგან. ეს ფიზიკური მანძილი მაღალი სიმძლავრის კომპონენტებს შორის მაქსიმალურად გაზრდის PCB ფართობს თითოეული მაღალი სიმძლავრის კომპონენტის გარშემო, რაც ხელს უწყობს სითბოს გადაცემის უკეთეს მიღწევას. სიფრთხილით უნდა იქნას გამოყოფილი ტემპერატურის მგრძნობიარე კომპონენტები PCB– ზე მაღალი სიმძლავრის კომპონენტებისგან. სადაც შესაძლებელია, მაღალი სიმძლავრის კომპონენტები განლაგებული უნდა იყოს PCB- ის კუთხეებიდან. PCB– ის უფრო შუალედური პოზიცია მაქსიმალურად ზრდის დაფის არეს მაღალი სიმძლავრის კომპონენტების გარშემო, რითაც ხელს უწყობს სითბოს გაფრქვევას. Figure 2 shows two identical semiconductor devices: components A and B. კომპონენტს A, რომელიც მდებარეობს PCB- ის კუთხეში, აქვს ჩიპის შეერთების ტემპერატურა 5% -ით უფრო მაღალი ვიდრე კომპონენტი B, რომელიც უფრო ცენტრალურად არის განლაგებული. სითბოს გაფრქვევა A კომპონენტის კუთხეში შემოიფარგლება უფრო მცირე პანელის ფართობით იმ კომპონენტის ირგვლივ, რომელიც გამოიყენება სითბოს გაფრქვევისათვის.

მეორე ასპექტი არის PCB- ის სტრუქტურა, რომელსაც აქვს ყველაზე გადამწყვეტი გავლენა PCB დიზაინის თერმულ შესრულებაზე. როგორც წესი, რაც უფრო მეტი სპილენძი აქვს PCB- ს, მით უფრო მაღალია სისტემის კომპონენტების თერმული მოქმედება. ნახევარგამტარული მოწყობილობებისთვის სითბოს გაფრქვევის იდეალური მდგომარეობა ის არის, რომ ჩიპი დამონტაჟებულია თხევადი გაგრილების სპილენძის დიდ ბლოკზე. ეს არ არის პრაქტიკული პროგრამების უმეტესობისთვის, ამიტომ ჩვენ გვქონდა სხვა ცვლილებები PCB- ში სითბოს გაფრქვევის გასაუმჯობესებლად. დღესდღეობით უმეტესობისთვის სისტემის მთლიანი მოცულობა მცირდება, რაც უარყოფითად აისახება სითბოს გაფრქვევის მუშაობაზე. უფრო დიდ PCBS- ს აქვს უფრო მეტი ფართობი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სითბოს გადასაცემად, მაგრამ ასევე აქვს მეტი მოქნილობა, რათა დატოვოს საკმარისი სივრცე მაღალი სიმძლავრის კომპონენტებს შორის.

შეძლებისდაგვარად, გაზარდეთ PCB სპილენძის ფენების რაოდენობა და სისქე. დამიწების სპილენძის წონა ზოგადად დიდია, რაც შესანიშნავი თერმული გზაა მთელი PCB სითბოს გაფრქვევისათვის. ფენების გაყვანილობის მოწყობა ასევე ზრდის სპილენძის მთლიანი სპეციფიკურ სიმძიმეს, რომელიც გამოიყენება სითბოს გამტარობისათვის. თუმცა, ეს გაყვანილობა ჩვეულებრივ ელექტრულად არის იზოლირებული, რაც ზღუდავს მის გამოყენებას, როგორც პოტენციური გამაცხელებელი. მოწყობილობის დამიწება მაქსიმალურად უნდა იყოს მიერთებული რაც შეიძლება მეტ დამიწების ფენას, რაც ხელს შეუწყობს სითბოს გამტარობის მაქსიმალურად გაზრდას. ნახევარგამტარული მოწყობილობის ქვემოთ არსებულ PCB- ში სითბოს გაფრქვევის ხვრელები ხელს უწყობენ სითბოს შეღწევას PCB- ის ჩადგმულ ფენებში და გადააქვთ დაფის უკანა ნაწილში.

PCB– ის ზედა და ქვედა ფენები არის „მთავარი ადგილები“ ​​გაგრილების ხარისხის გასაუმჯობესებლად. ფართო მავთულის გამოყენებამ და მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობებისგან დაშორებამ შეიძლება უზრუნველყოს სითბოს გაფრქვევის თერმული გზა. სპეციალური სითბოს გამტარ დაფა არის შესანიშნავი მეთოდი PCB სითბოს გაფრქვევისთვის. თერმული გამტარ ფირფიტა მდებარეობს PCB– ის ზედა ან უკანა ნაწილზე და თერმულად უკავშირდება მოწყობილობას უშუალო სპილენძის კავშირის ან თერმული ხვრელის მეშვეობით. შეფუთვის შემთხვევაში (მხოლოდ პაკეტის ორივე მხარეს) პაკეტიდან პაკეტს აქვს დიდი ფართობი, პატარა შუაში და დიდი ორივე ბოლოში). ოთხგვერდიანი პაკეტის შემთხვევაში (ოთხივე მხარეს ლიდერებით), სითბოს გამტარ ფირფიტა უნდა იყოს განლაგებული PCB- ის უკანა მხარეს ან PCB- ის შიგნით.

სითბოს გამტარ ფირფიტის ზომის გაზრდა არის შესანიშნავი გზა PowerPAD პაკეტების თერმული მუშაობის გასაუმჯობესებლად. სითბოს გამტარობის სხვადასხვა ზომის ფირფიტა დიდ გავლენას ახდენს თერმული შესრულებაზე. A tabular product data sheet typically lists these dimensions. მაგრამ დამატებული სპილენძის გავლენის რაოდენობრივად განსაზღვრა PCBS– ზე რთულია. ონლაინ კალკულატორებით, მომხმარებლებს შეუძლიათ შეარჩიონ მოწყობილობა და შეცვალონ სპილენძის ბალიშის ზომა, რათა შეაფასონ მისი გავლენა არა JEDEC PCB– ის თერმულ შესრულებაზე. ეს გაანგარიშების ინსტრუმენტები ხაზს უსვამს იმას, თუ რამდენად გავლენას ახდენს PCB დიზაინი სითბოს გაფრქვევის მუშაობაზე. ოთხგვერდიანი პაკეტებისთვის, სადაც ზედა ბალიშის ფართობი უბრალოდ ნაკლებია ვიდრე მოწყობილობის შიშველი საფარის ფართობი, ჩამონტაჟება ან უკანა ფენა არის პირველი მეთოდი უკეთესი გაგრილების მისაღწევად. ორმაგი ხაზოვანი პაკეტებისთვის, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ “ძაღლის ძვლის” ბალიშის სტილი, რომ გავათბოთ სითბო.

დაბოლოს, სისტემები უფრო დიდი PCBS– ით შეიძლება გამოყენებულ იქნას გაგრილებისთვის. PCB– ის დასაყენებლად გამოყენებულ ხრახნებს ასევე შეუძლიათ უზრუნველყონ ეფექტური თერმული წვდომა სისტემის ფუძეზე, როდესაც დაკავშირებულია თერმულ ფირფიტასთან და მიწის ფენასთან. თერმული კონდუქტომეტრისა და ღირებულების გათვალისწინებით, ხრახნების რაოდენობა მაქსიმალურად უნდა გაიზარდოს შემოსავლის შემცირებამდე. ლითონის PCB გამაძლიერებელს აქვს უფრო გაგრილების ადგილი თერმულ ფირფიტასთან შეერთების შემდეგ. ზოგიერთი პროგრამისთვის, სადაც PCB კორპუსს აქვს გარსი, TYPE B შედუღების მასალას აქვს უფრო მაღალი თერმული მოქმედება, ვიდრე ჰაერზე გაცივებული ჭურვი. გამაგრილებელი ხსნარები, როგორიცაა გულშემატკივართა და ფარფლები, ასევე ჩვეულებრივ გამოიყენება სისტემის გაგრილებისთვის, მაგრამ ისინი ხშირად საჭიროებენ მეტ ადგილს ან საჭიროებენ დიზაინის ცვლილებებს გაგრილების ოპტიმიზაციისთვის.

მაღალი თერმული მუშაობის სისტემის შესაქმნელად, საკმარისი არ არის აირჩიოთ კარგი IC მოწყობილობა და დახურული გადაწყვეტა. IC გაგრილების მუშაობის დაგეგმვა დამოკიდებულია PCB- ზე და გაგრილების სისტემის შესაძლებლობებზე, რათა IC მოწყობილობებმა სწრაფად გაცივდეს. ზემოთ აღწერილი პასიური გაგრილების მეთოდს შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სისტემის სითბოს გაფრქვევის მოქმედება.