PCB Kühltechnologie hutt Dir geléiert

IC Packagen vertrauen op PCB fir Hëtztofléisung. Am Allgemengen ass PCB d’Haaptkillmethod fir Héichkraaft Hallefleitgeräter. E gudde PCB Hëtztofléisungsdesign huet e groussen Impakt, et kann de System gutt lafen, awer kann och déi verstoppte Gefor vun thermeschen Accidenter begruewen. Virsiichteg Handhabung vum PCB Layout, Boardstruktur, an Apparatmontage kann hëllefen d’Hëtztofléisungsleistung fir mëttel- a High-Power Uwendungen ze verbesseren.

ipcb

Halbleiter Hiersteller hu Schwieregkeeten d’Systemer ze kontrolléieren déi hir Apparater benotzen. Wéi och ëmmer, e System mat engem IC installéiert ass kritesch fir d’Gesamtperformance vum Apparat. Fir personaliséiert IC Apparater schafft de Systemdesigner typesch enk mam Hiersteller zesummen fir sécherzestellen datt de System de ville Wärmevergëftungsufuerderunge vun Héichkraaftgeräter entsprécht. Dës fréi Zesummenaarbecht garantéiert datt den IC elektresch a Leeschtungsnormen entsprécht, wärend déi richteg Operatioun am Killsystem vum Client garantéiert. Vill grouss Hallefleitfirmen verkafen Apparater als Standardkomponenten, an et gëtt kee Kontakt tëscht dem Hiersteller an der Endapplikatioun. An dësem Fall kënne mir nëmmen e puer allgemeng Richtlinne benotzen fir eng gutt passiv Hëtztofléisungsléisung fir IC a System z’erreechen.

Allgemengt Hallefleitent Package Typ ass Bare Pad oder PowerPADTM Package. An dëse Packagen ass den Chip op enger Metallplack montéiert genannt e Chip Pad. Dës Zort Chip Pad ënnerstëtzt den Chip am Prozess vun der Chip Veraarbechtung, an ass och e gudden thermesche Wee fir d’Hëtztofléisung vum Apparat. Wann déi verpackt blo Pad op de PCB geschweißt gëtt, gëtt d’Hëtzt séier aus dem Package eraus an an d’PCB. D’Hëtzt gëtt dann duerch d’PCB Schichten an d’Ëmgéigend Loft ofgeléist. Bare Pad Packagen transferéieren normalerweis ongeféier 80% vun der Hëtzt an de PCB duerch den Ënnerhalt vum Package. Déi reschtlech 20% vun der Hëtzt gëtt duerch den Apparatdréit a verschidde Säiten vum Package emittéiert. Manner wéi 1% vun der Hëtzt flücht duerch d’Spëtzt vum Package. Am Fall vun dëse bare-Pad Packagen ass e gudden PCB Hëtztofléisungsdesign wesentlech fir bestëmmte Geräterleeschtungen ze garantéieren.

Den éischten Aspekt vum PCB Design deen d’thermesch Leeschtung verbessert ass de PCB Apparat Layout. Wann ëmmer méiglech, sollen d’High-Power Komponenten op der PCB vunenee getrennt sinn. Dëse kierperlechen Ofstand tëscht Héichkraaftkomponenten maximéiert de PCB Beräich ronderëm all Héichkraaftkomponent, wat hëlleft e besseren Wärmetransfer z’erreechen. Virsiichteg sollt d’Temperaturempfindlech Komponente vun den Héichkraaftkomponenten op der PCB trennen. Wa méiglech, solle High-Power Komponenten ewech vun de Corner vum PCB sinn. Eng méi mëttler PCB Positioun maximéiert de Board Beräich ronderëm d’High-Power Komponenten, doduerch hëlleft d’Hëtzt ofzeginn. Figur 2 weist zwee identesch Hallefleitgeräter: Komponente A a B. Komponent A, um Eck vum PCB, huet A Chip Kräizungstemperatur 5% méi héich wéi Komponent B, dee méi zentral positionéiert ass. D’Hëtztofléisung um Eck vum Komponent A ass limitéiert duerch dat méi klengt Panelberäich ronderëm d’Komponent dat fir d’Hëtztofléisung benotzt gëtt.

Den zweeten Aspekt ass d’Struktur vum PCB, deen den entscheedendsten Afloss op d’thermesch Leeschtung vum PCB Design huet. Als allgemeng Regel, wat méi Kupfer de PCB huet, wat méi héich d’thermesch Leeschtung vun de Systemkomponenten ass. Déi ideal Hëtztofléisungssituatioun fir Hallefleitgeräter ass datt den Chip op engem grousse Block vu flësseggekillte Kupfer montéiert ass. Dëst ass net praktesch fir déi meescht Uwendungen, sou datt mir aner Ännerunge vum PCB musse maache fir d’Hëtztofléisung ze verbesseren. Fir déi meescht Uwendungen haut ass de Gesamtvolumen vum System schrumpft, en negativen Afloss op d’Hëtztofléisungsleistung. Gréisser PCBS hu méi Uewerfläch déi benotzt ka ginn fir Wärmetransfer, awer hunn och méi Flexibilitéit fir genuch Plaz tëscht High-Power Komponenten ze loossen.

Wann ëmmer méiglech, maximéiert d’Zuel an d’Dicke vu PCB Kupfer Schichten. D’Gewiicht vum Grondkupfer ass allgemeng grouss, wat en exzellente thermesche Wee fir déi ganz PCB Hëtztofléisung ass. D’Arrangement vun der Drot vun de Schichten erhéicht och déi total spezifesch Schwéierkraaft vu Kupfer benotzt fir Hëtztleitung. Wéi och ëmmer, dës Drot ass normalerweis elektresch isoléiert, limitéiert säi Gebrauch als potenziell Hëtzt ënnerzegoen. Den Apparat Buedem soll sou elektresch wéi méiglech op sou vill Buedemschichten wéi méiglech verdraht ginn fir ze hëllefen d’Hëtztleitung maximéieren. Hëtztofléiser Lächer am PCB ënner dem Halbleiterapparat hëllefen Hëtzt an déi agebaute Schichten vun der PCB anzeginn an op de Réck vum Board ze transferéieren.

Déi iewescht an déi ënnescht Schichten vun engem PCB si “Prime Locations” fir verbessert Killleistung. D’Benotzung vu méi breede Dréit ofgelenkt an ewech vun High-Power Apparater kann en thermesche Wee fir d’Hëtztofléisung ubidden. Speziell Hëtztleitungsbrett ass eng exzellent Method fir PCB Hëtztofléisung. D’thermeschleitend Plack ass uewen oder um Réck vun der PCB an ass thermesch mam Apparat ugeschloss entweder duerch eng direkt Kupferverbindung oder en thermescht Duerchgank. Am Fall vun Inline Verpakung (nëmme mat Leads op béide Säiten vum Package) kann d’Hëtztleitungsplack uewen op der PCB lokaliséiert sinn, geformt wéi en “Hondsknoch” (d’Mëtt ass sou schmuel wéi de Package, de Kupfer ewech vum Package huet e grousst Gebitt, kleng an der Mëtt a grouss op béide Enden). Am Fall vu Véier-Säit Package (mat Leads op alle véier Säiten), muss d’Hëtztleitungsplack um Réck vun der PCB oder am PCB sinn.

D’Gréisst vun der Hëtztleitungsplatte erhéijen ass en exzellente Wee fir d’thermesch Leeschtung vu PowerPAD Packagen ze verbesseren. Verschidde Gréisst vun Hëtztleitungsplack huet groussen Afloss op thermesch Leeschtung. Eng tabelléiert Produktinformatiounsblat lëscht normalerweis dës Dimensiounen op. Awer den Impakt vum addéierte Kupfer op personaliséierte PCBS ze quantifizéieren ass schwéier. Mat Online Rechner kënnen d’Benotzer en Apparat auswielen an d’Gréisst vum Kupferpad änneren fir säin Effekt op d’thermesch Leeschtung vun engem net-JEDEC PCB ze schätzen. Dës Berechnungsinstrumenter beliicht d’Ausmooss an deem PCB Design d’Hëtztofléisungsleistung beaflosst. Fir Véier-Säit Packagen, wou d’Géigend vun der Uewerpads just manner ass wéi dat blategt Padberäich vum Apparat, Embedding oder Réckschicht ass déi éischt Method fir besser Ofkillung z’erreechen. Fir duebel In-Line Packagen kënne mir den “Hondsknach” Padstil benotze fir Hëtzt ofzeginn.

Endlech kënne Systemer mat gréissere PCBS och fir Ofkillung benotzt ginn. D’Schrauwen, déi benotzt gi fir de PCB ze montéieren, kënnen och en effektiven thermeschen Zougang zu der Basis vum System ubidden wann se mat der thermescher Plack an der Grondschicht verbonne sinn. Bedenkt d’thermesch Konduktivitéit a Käschten, d’Zuel vun de Schrauwen sollt maximéiert ginn op de Punkt vu reduzéierter Retour. De Metall PCB Verstäerker huet méi Killberäich nodeems se mat der thermescher Platte verbonne war. Fir e puer Uwendungen wou d’PCB Wunneng eng Schuel huet, huet d’TYPE B Lötfleegmaterial eng méi héich thermesch Leeschtung wéi déi loftgekillte Schuel. Killléisungen, sou wéi Fans a Finnen, ginn och allgemeng fir Systemkühlung benotzt, awer si erfuerderen dacks méi Plaz oder erfuerderen Designmodifikatioune fir d’Ofkillung ze optimiséieren.

Fir e System mat héijer thermescher Leeschtung ze designen, ass et net genuch fir e gudden IC Apparat an zouene Léisung ze wielen. IC Killleistungsplang hänkt vun der PCB an der Kapazitéit vum Killsystem of fir IC Apparater séier ze killen. Déi passiv Killmethod uewen erwähnt kann d’Hëtztofléisungsleistung vum System staark verbesseren.