ಬಳಸುವುದು ಹೇಗೆ ಪಿಸಿಬಿ IC ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ?

ಥರ್ಮಲ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ PCB ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೊದಲ ಅಂಶವೆಂದರೆ PCB ಸಾಧನದ ವಿನ್ಯಾಸ. ಸಾಧ್ಯವಾದಾಗಲೆಲ್ಲಾ, PCB ಯಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಬೇರ್ಪಡಿಸಬೇಕು. ಹೈ-ಪವರ್ ಘಟಕಗಳ ನಡುವಿನ ಈ ಭೌತಿಕ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯು ಪ್ರತಿ ಹೈ-ಪವರ್ ಘಟಕದ ಸುತ್ತಲೂ PCB ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಶಾಖ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಘಟಕಗಳಿಂದ PCB ಯಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಕಾಳಜಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಸಾಧ್ಯವಾದಾಗಲೆಲ್ಲಾ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಘಟಕಗಳ ಅನುಸ್ಥಾಪನಾ ಸ್ಥಳವು PCB ಯ ಮೂಲೆಗಳಿಂದ ದೂರವಿರಬೇಕು. ಹೆಚ್ಚು ಕೇಂದ್ರೀಯ PCB ಸ್ಥಳವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಘಟಕಗಳ ಸುತ್ತಲೂ ಬೋರ್ಡ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 2 ಎರಡು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ: ಘಟಕ A ಮತ್ತು ಘಟಕ B. ಕಾಂಪೊನೆಂಟ್ A PCB ಯ ಮೂಲೆಯಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ಘಟಕ B ಗಿಂತ 5% ರಷ್ಟು ಡೈ ಜಂಕ್ಷನ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಘಟಕ B ಮಧ್ಯಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ. ಶಾಖದ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ ಘಟಕದ ಸುತ್ತಲಿನ ಬೋರ್ಡ್ ಪ್ರದೇಶವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಘಟಕ A ಯ ಮೂಲೆಯಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯು ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ.

IC ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ PCB ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸುವುದು?

ಎರಡನೆಯ ಅಂಶವು PCB ಯ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು PCB ವಿನ್ಯಾಸದ ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಅತ್ಯಂತ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ತತ್ವವೆಂದರೆ: ಪಿಸಿಬಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ತಾಮ್ರ, ಸಿಸ್ಟಮ್ ಘಟಕಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಶಾಖದ ಪ್ರಸರಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಎಂದರೆ ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ದ್ರವ-ತಂಪಾಗುವ ತಾಮ್ರದ ದೊಡ್ಡ ತುಂಡು ಮೇಲೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ, ಈ ಆರೋಹಿಸುವ ವಿಧಾನವು ಅಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ನಾವು PCB ಗೆ ಕೆಲವು ಇತರ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಮಾಡಬಹುದು. ಇಂದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ, ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಒಟ್ಟು ಪರಿಮಾಣವು ಕುಗ್ಗುತ್ತಲೇ ಇದೆ, ಇದು ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರತಿಕೂಲ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ PCB, ಶಾಖದ ವಹನಕ್ಕೆ ಬಳಸಬಹುದಾದ ಪ್ರದೇಶವು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಮ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಘಟಕಗಳ ನಡುವೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಜಾಗವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಾಧ್ಯವಾದಾಗಲೆಲ್ಲಾ, PCB ತಾಮ್ರದ ನೆಲದ ವಿಮಾನಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ದಪ್ಪವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ. ನೆಲದ ಪದರದ ತಾಮ್ರದ ತೂಕವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇಡೀ PCB ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲು ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಪದರಕ್ಕೆ ವೈರಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಶಾಖದ ವಹನಕ್ಕೆ ಬಳಸಲಾಗುವ ತಾಮ್ರದ ಒಟ್ಟು ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ವೈರಿಂಗ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ಪದರವಾಗಿ ಅದರ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಧನದ ನೆಲದ ಸಮತಲದ ವೈರಿಂಗ್ ಅನೇಕ ನೆಲದ ವಿಮಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿರಬೇಕು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಶಾಖದ ವಹನವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಾಧನದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ PCB ಯಲ್ಲಿನ ಶಾಖದ ಪ್ರಸರಣವು PCB ಯ ಸಮಾಧಿ ಪದರಗಳನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಲು ಮತ್ತು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬೋರ್ಡ್‌ನ ಹಿಂಭಾಗಕ್ಕೆ ಶಾಖವನ್ನು ನಡೆಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, PCB ಯ ಮೇಲಿನ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ಪದರಗಳು “ಗೋಲ್ಡನ್ ಸ್ಥಳಗಳು”. ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಗೆ ಉಷ್ಣ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ವಿಶಾಲವಾದ ತಂತಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಧನಗಳಿಂದ ದೂರವಿಡಿ. ಮೀಸಲಾದ ಥರ್ಮಲ್ ಬೋರ್ಡ್ PCB ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಥರ್ಮಲ್ ಬೋರ್ಡ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ PCB ಯ ಮೇಲ್ಭಾಗ ಅಥವಾ ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ನೇರ ತಾಮ್ರದ ಸಂಪರ್ಕಗಳು ಅಥವಾ ಥರ್ಮಲ್ ವಯಾಸ್ ಮೂಲಕ ಸಾಧನಕ್ಕೆ ಉಷ್ಣವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ. ಇನ್‌ಲೈನ್ ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ನಲ್ಲಿ (ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಲೀಡ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ಯಾಕೇಜುಗಳು), ಈ ರೀತಿಯ ಶಾಖ ವಹನ ಫಲಕವನ್ನು PCB ಯ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು “ನಾಯಿ ಮೂಳೆ” ನಂತೆ ಆಕಾರದಲ್ಲಿರಬಹುದು (ಮಧ್ಯವು ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ನಂತೆ ಕಿರಿದಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ನಿಂದ ದೂರವಿರುವ ಪ್ರದೇಶವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ದೊಡ್ಡದು, ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ತುದಿಗಳಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ). ನಾಲ್ಕು-ಬದಿಯ ಪ್ಯಾಕೇಜ್ನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ (ಎಲ್ಲಾ ನಾಲ್ಕು ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಲೀಡ್ಗಳಿವೆ), ಶಾಖ-ವಾಹಕ ಪ್ಲೇಟ್ PCB ಯ ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಿರಬೇಕು ಅಥವಾ PCB ಅನ್ನು ನಮೂದಿಸಬೇಕು.

IC ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ PCB ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸುವುದು?

ಥರ್ಮಲ್ ಬೋರ್ಡ್‌ನ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಪವರ್‌ಪ್ಯಾಡ್ ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ನ ಥರ್ಮಲ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ವಿಭಿನ್ನ ಶಾಖ ವಹನ ಪ್ಲೇಟ್ ಗಾತ್ರಗಳು ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಟೇಬಲ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಒದಗಿಸಲಾದ ಉತ್ಪನ್ನ ಡೇಟಾ ಶೀಟ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಈ ಗಾತ್ರದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕಸ್ಟಮ್ PCB ಗಳ ಸೇರಿಸಲಾದ ತಾಮ್ರದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಕೆಲವು ಆನ್‌ಲೈನ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಬಳಕೆದಾರರು ಸಾಧನವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ನಂತರ JEDEC ಅಲ್ಲದ PCB ಗಳ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಅದರ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ತಾಮ್ರದ ಪ್ಯಾಡ್‌ನ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಈ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಉಪಕರಣಗಳು ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ PCB ವಿನ್ಯಾಸದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ನಾಲ್ಕು ಬದಿಯ ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ಗಾಗಿ, ಮೇಲಿನ ಪ್ಯಾಡ್‌ನ ಪ್ರದೇಶವು ಸಾಧನದ ತೆರೆದ ಪ್ಯಾಡ್‌ನ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಸಮಾಧಿ ಅಥವಾ ಹಿಂಭಾಗದ ಪದರವು ಉತ್ತಮ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಮೊದಲ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಡ್ಯುಯಲ್ ಇನ್-ಲೈನ್ ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ, ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲು ನಾವು “ಡಾಗ್ ಬೋನ್” ಪ್ಯಾಡ್ ಶೈಲಿಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ದೊಡ್ಡ PCB ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸಲು ಸಹ ಬಳಸಬಹುದು. ಸ್ಕ್ರೂಗಳು ಶಾಖ-ವಾಹಕ ಪ್ಲೇಟ್ ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಗಾಗಿ ನೆಲದ ಸಮತಲಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, PCB ಅನ್ನು ಆರೋಹಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುವ ಕೆಲವು ತಿರುಪುಮೊಳೆಗಳು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಬೇಸ್ಗೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶಾಖ ಮಾರ್ಗಗಳಾಗಿ ಪರಿಣಮಿಸಬಹುದು. ಶಾಖ ವಹನ ಪರಿಣಾಮ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ತಿರುಪುಮೊಳೆಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಗರಿಷ್ಟ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿರಬೇಕು, ಅದು ಆದಾಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಹಂತವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ವಾಹಕ ಫಲಕಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ ನಂತರ, ಲೋಹದ PCB ಬಲವರ್ಧನೆಯ ಪ್ಲೇಟ್ ಹೆಚ್ಚು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. PCB ಅನ್ನು ಶೆಲ್‌ನಿಂದ ಮುಚ್ಚಲಾಗಿರುವ ಕೆಲವು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ, ಟೈಪ್ ನಿಯಂತ್ರಿತ ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ರಿಪೇರಿ ವಸ್ತುವು ಏರ್-ಕೂಲ್ಡ್ ಶೆಲ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಫ್ಯಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹೀಟ್ ಸಿಂಕ್‌ಗಳಂತಹ ಕೂಲಿಂಗ್ ಪರಿಹಾರಗಳು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಕೂಲಿಂಗ್‌ಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನಗಳಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಳಾವಕಾಶ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಕೂಲಿಂಗ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು, ಉತ್ತಮ IC ಸಾಧನ ಮತ್ತು ಮುಚ್ಚಿದ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ. IC ಯ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು PCB ಮತ್ತು IC ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ತಂಪಾಗಿಸಲು ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ, ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು.