사용 방법 PCB IC 패키지 방열용?

열 성능을 향상시킬 수 있는 PCB 설계의 첫 번째 측면은 PCB 장치 레이아웃입니다. 가능할 때마다 PCB의 고전력 부품은 서로 분리되어야 합니다. 고전력 구성 요소 간의 이러한 물리적 분리는 각 고전력 구성 요소 주변의 PCB 영역을 최대화하여 더 나은 열 전도를 달성하는 데 도움이 됩니다. PCB의 온도에 민감한 구성요소를 고전력 구성요소로부터 분리할 때 주의를 기울여야 합니다. 가능한 한 고전력 부품의 설치 위치는 PCB 모서리에서 멀리 떨어져야 합니다. 중앙 PCB 위치는 고전력 구성 요소 주변의 보드 영역을 최대화하여 열을 발산하는 데 도움이 됩니다. 그림 2는 두 개의 동일한 반도체 장치인 부품 A와 부품 B를 보여줍니다. 부품 A는 PCB 모서리에 위치하며 부품 B가 중앙에 더 가깝기 때문에 부품 B보다 다이 접합 온도가 5% 더 높습니다. 방열용 부품 주변의 기판 면적이 더 작기 때문에 부품 A의 모서리에서 방열이 제한됩니다.

IC 패키지 방열을 위해 PCB를 사용하는 방법은 무엇입니까?

두 번째 측면은 PCB 설계의 열 성능에 가장 결정적인 영향을 미치는 PCB의 구조입니다. 일반적인 원리는 PCB에 구리가 많을수록 시스템 구성 요소의 열 성능이 높아진다는 것입니다. 반도체 장치의 이상적인 방열 상황은 칩이 큰 액체 냉각 구리 조각에 장착되는 것입니다. 대부분의 응용 분야에서 이 장착 방법은 비실용적이므로 PCB를 약간만 변경하여 방열 성능을 개선할 수 있습니다. 오늘날 대부분의 응용 프로그램에서 시스템의 총 부피는 계속 줄어들고 있으며 이는 방열 성능에 부정적인 영향을 미칩니다. PCB가 클수록 열전도에 사용할 수 있는 영역이 더 커지고 유연성도 높아져 고전력 부품 사이에 충분한 공간이 확보됩니다.

가능하면 PCB 구리 접지면의 수와 두께를 최대화하십시오. 접지층 구리의 무게는 일반적으로 상대적으로 크고 전체 PCB가 열을 발산하는 데 탁월한 열 경로입니다. 각 층의 배선 배열은 또한 열 전도에 사용되는 구리의 전체 비율을 증가시킵니다. 그러나 이 배선은 일반적으로 전기 및 열적으로 절연되어 잠재적인 방열층으로서의 역할을 제한합니다. 장치 접지면의 배선은 열 전도를 최대화하는 데 도움이 되도록 많은 접지면과 함께 가능한 한 전기적으로 이루어져야 합니다. 반도체 장치 아래의 PCB에 있는 방열 비아는 열이 PCB의 매립된 층으로 들어가고 회로 기판의 뒷면으로 전도되도록 돕습니다.

방열 성능을 향상시키기 위해 PCB의 상단 및 하단 레이어는 “황금 위치”입니다. 더 넓은 전선을 사용하고 고전력 장치에서 멀리 배선하여 방열을 위한 열 경로를 제공합니다. 전용 열 보드는 PCB 방열에 탁월한 방법입니다. 열 기판은 일반적으로 PCB의 상단 또는 후면에 위치하며 직접 구리 연결 또는 열 비아를 통해 장치에 열적으로 연결됩니다. 인라인 패키지(양쪽에 리드가 있는 패키지)의 경우 이러한 종류의 열전도 기판은 PCB 상단에 위치할 수 있으며 “개뼈” 모양(중간은 패키지만큼 좁고 패키지에서 떨어진 영역은 상대적으로 작습니다. 크고, 가운데가 작고, 끝이 큼). XNUMX면 패키지의 경우(XNUMX면 모두에 리드가 있음) 열전도판은 PCB 뒷면에 위치하거나 PCB에 들어가야 합니다.

IC 패키지 방열을 위해 PCB를 사용하는 방법은 무엇입니까?

열 보드의 크기를 늘리는 것은 PowerPAD 패키지의 열 성능을 향상시키는 훌륭한 방법입니다. 다양한 열전도판 크기는 열 성능에 큰 영향을 미칩니다. 표 형태로 제공되는 제품 데이터 시트에는 일반적으로 이러한 크기 정보가 나열되어 있습니다. 그러나 맞춤형 PCB에 추가된 구리의 영향을 정량화하는 것은 어렵습니다. 일부 온라인 계산기를 사용하여 사용자는 장치를 선택한 다음 구리 패드의 크기를 변경하여 JEDEC가 아닌 PCB의 방열 성능에 미치는 영향을 추정할 수 있습니다. 이러한 계산 도구는 PCB 설계가 열 성능에 미치는 영향을 강조합니다. XNUMX면 패키지의 경우 상단 패드의 면적은 소자의 노출된 패드 면적보다 약간 작습니다. 이 경우, 매립층 또는 후면층이 더 나은 냉각을 달성하는 첫 번째 방법입니다. 이중 인라인 패키지의 경우 “도그 본” 패드 스타일을 사용하여 열을 발산할 수 있습니다.

마지막으로 더 큰 PCB가 있는 시스템도 냉각에 사용할 수 있습니다. 나사가 방열을 위해 열 전도판과 접지면에 연결된 경우 PCB를 장착하는 데 사용되는 일부 나사도 시스템 베이스에 대한 효과적인 열 경로가 될 수 있습니다. 열전도 효과와 비용을 고려하여 나사의 수는 수확체감 지점에 도달하는 최대값이어야 합니다. 열전도성 판에 연결한 후 금속 PCB 보강판은 더 많은 냉각 영역을 갖습니다. PCB가 쉘로 덮인 일부 애플리케이션의 경우 유형 제어 용접 수리 재료는 공랭식 쉘보다 열 성능이 더 높습니다. 팬 및 방열판과 같은 냉각 솔루션도 시스템 냉각을 위한 일반적인 방법이지만 일반적으로 더 많은 공간이 필요하거나 냉각 효과를 최적화하기 위해 설계를 수정해야 합니다.

더 높은 열 성능을 가진 시스템을 설계하려면 우수한 IC 장치와 폐쇄형 솔루션을 선택하는 것만으로는 충분하지 않습니다. IC의 방열 성능은 PCB와 IC 장치를 신속하게 냉각시키는 방열 시스템의 능력에 따라 달라집니다. 위의 수동 냉각 방법을 사용하면 시스템의 방열 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.