Қалай пайдалануға ПХД IC пакетінің жылу диссипациясы үшін?

Термиялық өнімділікті жақсартатын ПХД дизайнының бірінші аспектісі ПХД құрылғысының орналасуы болып табылады. Мүмкіндігінше, ПХД-дағы жоғары қуатты құрамдастарды бір-бірінен ажырату керек. Жоғары қуатты құрамдас бөліктер арасындағы бұл физикалық бөлу әрбір жоғары қуатты құрамдастың айналасындағы ПХД аймағын барынша ұлғайтады, осылайша жақсы жылу өткізгіштікке қол жеткізуге көмектеседі. ПХД-дағы температураға сезімтал компоненттерді жоғары қуатты құрамдас бөліктерден оқшаулау үшін абай болу керек. Мүмкіндігінше, жоғары қуатты компоненттерді орнату орны ПХД бұрыштарынан алыс болуы керек. ПХД-нің неғұрлым орталық орналасуы жоғары қуатты құрамдас бөліктердің айналасындағы тақта аймағын барынша үлкейтіп, жылуды таратуға көмектеседі. 2-суретте екі бірдей жартылай өткізгішті құрылғы көрсетілген: А құрамдас бөлігі және В құрамдас бөлігі. А құрамдас бөлігі ПХД бұрышында орналасқан және В құрамдас бөлігі ортасына жақын орналасқандықтан, В құрамдас бөлігінен 5% жоғары болатын қосылыс температурасына ие. Жылу бөлуге арналған құрамдастың айналасындағы тақтаның ауданы кішірек болғандықтан, А компонентінің бұрышындағы жылуды бөлу шектелген.

IC пакетінің жылу диссипациясы үшін ПХД қалай пайдалануға болады?

Екінші аспект – ПХД конструкциясының жылулық көрсеткіштеріне ең шешуші әсер ететін ПХД құрылымы. Жалпы принцип: ПХД-да мыс неғұрлым көп болса, соғұрлым жүйе компоненттерінің термиялық өнімділігі жоғары болады. Жартылай өткізгішті құрылғылар үшін жылуды таратудың тамаша жағдайы микросхеманың сұйық салқындатылған мыстың үлкен бөлігіне орнатылуы болып табылады. Көптеген қолданбалар үшін бұл монтаждау әдісі мүмкін емес, сондықтан жылуды тарату өнімділігін жақсарту үшін біз тек ПХД-ға кейбір басқа өзгертулерді енгізе аламыз. Бүгінгі таңда көптеген қолданбалар үшін жүйенің жалпы көлемі қысқаруын жалғастыруда, бұл жылуды тарату өнімділігіне кері әсерін тигізеді. ПХД неғұрлым үлкен болса, жылу өткізгіштік үшін пайдалануға болатын аумақ соғұрлым үлкен болады, сонымен қатар оның икемділігі жоғары, бұл қуатты құрамдас бөліктер арасында жеткілікті кеңістікке мүмкіндік береді.

Мүмкіндігінше, ПХД мыс жер бетіндегі ұшақтардың саны мен қалыңдығын барынша арттырыңыз. Мыстың жер қабатының салмағы әдетте салыстырмалы түрде үлкен және ол бүкіл ПХД үшін жылуды тарату үшін тамаша жылу жолы болып табылады. Әрбір қабат үшін сымдарды орналастыру жылу өткізгіштік үшін пайдаланылатын мыстың жалпы үлесін арттырады. Дегенмен, бұл сым әдетте электрлік және термиялық оқшауланған, бұл оның ықтимал жылу диссипация қабаты ретіндегі рөлін шектейді. Жылу өткізгіштігін барынша арттыруға көмектесу үшін құрылғының жердегі жазықтықтың сымдары көптеген жер үсті ұшақтарымен мүмкіндігінше электрлік болуы керек. Жартылай өткізгішті құрылғының астындағы ПХД-дағы жылуды тарату жолдары жылуды ПХД-ның көмілген қабаттарына енгізуге және схеманың артқы жағына өткізуге көмектеседі.

Жылу тарату өнімділігін жақсарту үшін ПХД жоғарғы және төменгі қабаттары «алтын орындар» болып табылады. Жылудың таралуы үшін жылу жолын қамтамасыз ету үшін кеңірек сымдарды пайдаланыңыз және оларды жоғары қуатты құрылғылардан басқа жерге бағыттаңыз. Арнайы жылу тақтасы ПХД жылуын таратудың тамаша әдісі болып табылады. Термиялық тақта әдетте ПХД-ның үстіңгі немесе артқы жағында орналасқан және құрылғыға тікелей мыс қосылымдары немесе термиялық жолдар арқылы термиялық қосылған. Кірістірілген қаптамада (екі жағында сымдары бар пакеттер) мұндай жылу өткізгіш тақтайшаны ПХД жоғарғы жағында орналастырып, пішіні «ит сүйегі» тәрізді болуы мүмкін (ортасы орауыш сияқты тар, ал орамнан алыс аймақ салыстырмалы түрде аз.Үлкен, ортасында кішкентай және ұштарында үлкен). Төрт жақты қаптамада (төрт жағында сымдар бар) жылу өткізгіш пластина ПХД артқы жағында орналасуы немесе ПХД-ге кіруі керек.

IC пакетінің жылу диссипациясы үшін ПХД қалай пайдалануға болады?

Жылулық тақтаның өлшемін ұлғайту PowerPAD бумасының жылу өнімділігін жақсартудың тамаша тәсілі болып табылады. Жылу өткізгіш пластиналардың әртүрлі өлшемдері жылу өнімділігіне үлкен әсер етеді. Кесте түрінде берілген өнімнің деректер парағы әдетте осы өлшем ақпаратын тізеді. Дегенмен, арнайы ПХД қосылған мыс әсерін сандық бағалау қиын. Кейбір онлайн калькуляторларды пайдалана отырып, пайдаланушылар құрылғыны таңдап, одан кейін JEDEC емес ПХД жылу тарату өнімділігіне әсерін бағалау үшін мыс төсемінің өлшемін өзгерте алады. Бұл есептеу құралдары ПХД дизайнының жылу өнімділігіне әсерін көрсетеді. Төрт жақты қаптама үшін үстіңгі төсеніштің ауданы құрылғының ашық төсемінің ауданынан сәл ғана аз. Бұл жағдайда көмілген немесе артқы қабат жақсы салқындатуға қол жеткізудің бірінші жолы болып табылады. Қос желілік пакеттер үшін біз жылуды тарату үшін «ит сүйегі» төсеніш стилін пайдалана аламыз.

Ақырында, үлкен ПХД бар жүйелерді салқындату үшін де пайдалануға болады. Бұрандалар жылуды тарату үшін жылу өткізгіш пластина мен жер жазықтығына жалғанған жағдайда, ПХД орнату үшін пайдаланылатын кейбір бұрандалар да жүйе негізіне тиімді жылу жолдары бола алады. Жылу өткізгіштік әсері мен құнын ескере отырып, бұрандалардың саны қайтарымды азайту нүктесіне жететін максималды мән болуы керек. Жылу өткізгіш пластинаға қосылғаннан кейін металл ПХД арматура тақтасының салқындату аймағы көбірек болады. ПХД қабықпен жабылған кейбір қолданбалар үшін түрі басқарылатын дәнекерлеу жөндеу материалы ауамен салқындатылған қабықшаға қарағанда жоғары термиялық өнімділікке ие. Желдеткіштер мен радиаторлар сияқты салқындату шешімдері де жүйені салқындатудың кең таралған әдістері болып табылады, бірақ олар әдетте көбірек орын қажет етеді немесе салқындату әсерін оңтайландыру үшін дизайнды өзгерту қажет.

Жоғары жылу өнімділігі бар жүйені жобалау үшін жақсы IC құрылғысын және жабық шешімді таңдау жеткіліксіз. IC жылуды тарату өнімділігі ПХД-ға және жылу тарату жүйесінің IC құрылғыларын жылдам салқындату мүмкіндігіне байланысты. Жоғарыда келтірілген пассивті салқындату әдісін пайдалану арқылы жүйенің жылуды тарату өнімділігін айтарлықтай жақсартуға болады.