IC пакеттери таянат PCB жылуулукту бөлүштүрүү үчүн. In general, PCB is the main cooling method for high power semiconductor devices. A good PCB heat dissipation design has a great impact, it can make the system run well, but also can bury the hidden danger of thermal accidents. PCB макетине, тактанын түзүлүшүнө жана түзмөккө кылдат мамиле кылуу орто жана жогорку кубаттуулуктагы колдонмолор үчүн жылуулуктун таралышын жакшыртууга жардам берет.

Жарым өткөргүч өндүрүүчүлөр өз түзмөктөрүн колдонгон системаларды көзөмөлдөөдө кыйынчылыктарга дуушар болушат. Бирок, IC орнотулган система тутумдун жалпы иштеши үчүн өтө маанилүү. Ыңгайлаштырылган IC түзмөктөрү үчүн тутумдун дизайнери адатта өндүрүүчү менен тыгыз иштешип, системанын жогорку кубаттуулуктагы приборлордун көптөгөн жылуулук таркатуу талаптарына жооп берүүсүн камсыз кылат. Бул эрте кызматташуу IC кардардын муздатуу тутумунун ичинде туура иштешин камсыз кылуу менен бирге, электрдик жана иштөө стандарттарына жооп берет. Many large semiconductor companies sell devices as standard components, and there is no contact between the manufacturer and the end application. Бул учурда, биз IC жана система үчүн жакшы пассивдүү жылуулук диссипация чечимине жетүү үчүн кээ бир жалпы көрсөтмөлөрдү колдоно алабыз.

ПХБ үчүн жылуулуктун таралышын кантип иштеп чыгуу керек

Жарым өткөргүчтөрдүн жалпы түрү – жылаңач же PowerPADTM пакети. In these packages, the chip is mounted on a metal plate called a chip pad. Мындай чип аянтчасы чипти иштетүү процессинде чипти колдойт, ошондой эле түзмөктүн жылуулугун жоготуу үчүн жакшы жылуулук жолу болуп саналат. When the packaged bare pad is welded to the PCB, heat is quickly exited from the package and into the PCB. The heat is then dissipated through the PCB layers into the surrounding air. Жалаң төшөктөгү пакеттер, адатта, жылуулуктун болжол менен 80% ын пакеттин түбү аркылуу ПХБга өткөрүп беришет. Калган 20% жылуулук аппараттын зымдары жана пакеттин ар кайсы жактары аркылуу чыгарылат. Жылуулуктун 1% дан азы пакеттин үстү аркылуу өтөт. Бул жылаңач топтомдордун абалында, белгилүү бир түзмөктүн иштешин камсыз кылуу үчүн жакшы ПХБ жылуулук таркатуучу дизайн маанилүү.

Жылуулукту жакшырткан ПХБ дизайнынын биринчи аспектиси – бул ПХБнын түзүлүшү. Мүмкүн болушунча, ПХБдагы жогорку кубаттуулуктагы компоненттерди бири-биринен ажыратуу керек. Бул жогорку кубаттуулуктагы компоненттердин ортосундагы физикалык аралык ар бир жогорку кубаттуулуктагы компоненттин айланасындагы ПХБ аянтын максималдаштырат, бул жакшы жылуулук өткөрүүгө жетүүгө жардам берет. Care should be taken to separate temperature sensitive components from high power components on the PCB. Мүмкүн болушунча, жогорку кубаттуулуктагы компоненттер ПХБнын бурчтарынан алыс жайгашышы керек. ПКБнын дагы орто позициясы жогорку кубаттагы компоненттердин тегерегиндеги аянтты максималдаштырат, ошону менен жылуулуктун таралышына жардам берет. Эки бирдей жарым өткөргүч түзүлүштөр көрсөтүлгөн: А жана В компоненттери. ПХБнын бурчунда жайгашкан А компоненти, чиптин туташуу температурасы В компонентинен 5% жогору, ал борборлоштурулган. А компонентинин бурчундагы жылуулуктун таралышы жылуулук диссипациясы үчүн колдонулган компоненттин тегерегиндеги кичине панель аянты менен чектелген.

Экинчи жагы, ПХБнын конструкциясынын жылуулук көрсөткүчтөрүнө эң чечүүчү таасир тийгизүүчү ПХБнын структурасы. Жалпы эреже катары, PCB канчалык көп жез болсо, системанын компоненттеринин жылуулук көрсөткүчү ошончолук жогору болот. Жарым өткөргүч приборлор үчүн идеалдуу жылуулук таркатуучу жагдай-бул чип суюк муздатуучу жездин чоң блогуна орнотулган. Бул көпчүлүк колдонмолор үчүн практикалык эмес, ошондуктан жылуулуктун таралышын жакшыртуу үчүн ПХБга башка өзгөртүүлөрдү киргизүүгө туура келди. For most applications today, the total volume of the system is shrinking, adversely affecting heat dissipation performance. Larger PCBS have more surface area that can be used for heat transfer, but also have more flexibility to leave enough space between high-power components.

Мүмкүн болушунча, PCB жез катмарынын санын жана жоондугун максималдаштырыңыз. Негиздөөчү жездин салмагы жалпысынан чоң, бул бардык ПХБ жылуулук диссипациясы үчүн эң сонун жылуулук жолу. The arrangement of the wiring of the layers also increases the total specific gravity of copper used for heat conduction. Бирок, бул зым көбүнчө электрдик изоляцияланып, потенциалдуу жылыткыч катары колдонулушун чектейт. Түзмөктүн жерге туташтырылышы мүмкүн болушунча көбүрөөк электр өткөргүчтөрү менен өткөрүлүп, жылуулук өткөрүмдүүлүгүн жогорулатууга жардам берет. Жарым өткөргүч аппараттын астындагы ПХБдагы жылуулук таркатуучу тешиктер жылуулук ПХБнын камтылган катмарларына кирип, тактанын артына өтүүгө жардам берет.

ПХБнын үстүнкү жана астыңкы катмарлары муздатуунун жакшырышы үчүн “эң сонун жерлер” болуп саналат. Кеңири зымдарды колдонуу жана жогорку кубаттуулуктагы түзмөктөрдөн алыстоо жылуулуктун таралышына жылуулук жолун камсыздай алат. Атайын жылуулук өткөрүүчү такта – бул ПХБдан жылуулукту таркатуу үчүн эң сонун ыкма. Жылуулук өткөргүч табак ПКБнын үстүндө же артында жайгашкан жана түзмөккө түз жез туташуусу же жылуулук тешиги аркылуу термикалык түрдө туташкан. Киргизилген таңгакта (пакеттин эки жагында гана коргошун болгондо), жылуулук өткөрүүчү табак ПКБнын үстүндө жайгашып, “ит сөөгүнө” окшош болот (ортосу пакет сыяктуу тар, пакеттен алыс жез чоң аянтка ээ, ортосунда кичине жана эки учунда чоң). Төрт тараптуу пакетте (төрт тарабында учтары бар), жылуулук өткөрүүчү табак ПХБнын артында же ПХБнын ичинде жайгашышы керек.

Жылуулук өткөрүүчү табактын өлчөмүн көбөйтүү PowerPAD пакеттеринин жылуулук көрсөткүчтөрүн жакшыртуунун эң сонун жолу. Different size of heat conduction plate has great influence on thermal performance. Табулатура продуктунун маалымат баракчасы адатта бул өлчөмдөрдү тизмектейт. Бирок кошулган жездин бажы PCBSине тийгизген таасирин өлчөө кыйын. With online calculators, users can select a device and change the size of the copper pad to estimate its effect on the thermal performance of a non-JEDEC PCB. Бул эсептөө куралдары PCB дизайны жылуулуктун таралышына канчалык таасир этерин баса белгилейт. For four-side packages, where the area of the top pad is just less than the bare pad area of the device, embedding or back layer is the first method to achieve better cooling. Кош катардагы пакеттер үчүн биз жылуулукту таркатуу үчүн “ит сөөгү” жаздык стилди колдоно алабыз.

Акырында, чоңураак PCBS системалары муздатуу үчүн дагы колдонулушу мүмкүн. The screws used to mount the PCB can also provide effective thermal access to the base of the system when connected to the thermal plate and ground layer. Жылуулук өткөргүчтүгүн жана наркын эске алганда, бурамалардын саны кирешенин азайышына чейин максималдуу болушу керек. Металл ПХБ катуулаткычынын термикалык табакка туташкандан кийин муздатуучу аймагы бар. PCB корпусунда кабык бар кээ бир тиркемелер үчүн, TYPE B solder patch material аба муздаган кабыкка караганда жогорку жылуулук көрсөткүчкө ээ. Желдеткичтер жана канаттар сыяктуу муздатуучу чечимдер системаны муздатуу үчүн дагы колдонулат, бирок алар муздатууну оптималдаштыруу үчүн көп орун талап кылат же дизайндык өзгөртүүлөрдү талап кылат.

Жогорку жылуулук көрсөткүчү бар системаны иштеп чыгуу үчүн жакшы IC аппаратын жана жабык чечимди тандоо жетишсиз. IC муздатуунун аткарылышын пландаштыруу ПКБга жана муздатуу тутумунун сыйымдуулугуна көз каранды, IC түзмөктөрү тез муздайт. Жогоруда айтылган пассивдүү муздатуу ыкмасы системанын жылуулук диссипациясын жакшыртат.