IC packages rely on PCB ສຳ ລັບການລະລາຍຄວາມຮ້ອນ. 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. ການຈັດການໂຄງສ້າງ PCB ຢ່າງລະມັດລະວັງ, ໂຄງສ້າງຂອງກະດານ, ແລະການຕິດອຸປະກອນສາມາດຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນສໍາລັບການໃຊ້ງານໄຟຟ້າຂະ ໜາດ ກາງແລະພະລັງງານສູງ.

ຜູ້ຜະລິດ semiconductor ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຄວບຄຸມລະບົບທີ່ໃຊ້ອຸປະກອນຂອງເຂົາເຈົ້າ. However, a system with an IC installed is critical to overall device performance. ສໍາລັບອຸປະກອນ IC ແບບກໍານົດເອງ, ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຜູ້ອອກແບບລະບົບຈະເຮັດວຽກຢ່າງໃກ້ຊິດກັບຜູ້ຜະລິດເພື່ອຮັບປະກັນວ່າລະບົບຕອບສະ ໜອງ ໄດ້ຄວາມຕ້ອງການການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຫຼາຍຢ່າງຂອງອຸປະກອນໄຟຟ້າສູງ. ການຮ່ວມມືໃນເບື້ອງຕົ້ນນີ້ຮັບປະກັນວ່າ IC ຕອບສະ ໜອງ ໄດ້ມາດຕະຖານດ້ານໄຟຟ້າແລະການປະຕິບັດ, ໃນຂະນະທີ່ຮັບປະກັນການດໍາເນີນງານທີ່ເproperາະສົມພາຍໃນລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນຂອງລູກຄ້າ. Many large semiconductor companies sell devices as standard components, and there is no contact between the manufacturer and the end application. ໃນກໍລະນີນີ້, ພວກເຮົາພຽງແຕ່ສາມາດນໍາໃຊ້ຄໍາແນະນໍາທົ່ວໄປບາງອັນເພື່ອຊ່ວຍບັນລຸການແກ້ໄຂບັນຫາການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ມີຕົວຕົນທີ່ດີກວ່າສໍາລັບ IC ແລະລະບົບ.

ວິທີການອອກແບບການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນສໍາລັບ PCB

ປະເພດຊຸດຂອງ semiconductor ທົ່ວໄປແມ່ນແຜ່ນເປົ່າຫຼືຊຸດ PowerPAD. In these packages, the chip is mounted on a metal plate called a chip pad. ແຜ່ນຊິບຊະນິດນີ້ຮອງຮັບຊິບໃນຂະບວນການປະມວນຜົນຊິບ, ແລະຍັງເປັນເສັ້ນທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີສໍາລັບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນ. 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. ການຫຸ້ມຫໍ່ແຜ່ນເປົ່າປົກກະຕິແລ້ວຈະສົ່ງຄວາມຮ້ອນປະມານ 80% ເຂົ້າໄປໃນ PCB ຜ່ານທາງລຸ່ມຂອງຊຸດ. ຄວາມຮ້ອນ 20% ທີ່ຍັງເຫຼືອແມ່ນປ່ອຍອອກມາຜ່ານສາຍອຸປະກອນແລະດ້ານຕ່າງ various ຂອງແພັກເກດ. Less than 1% of the heat escapes through the top of the package. ໃນກໍລະນີຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ແຜ່ນເປົ່າເຫຼົ່ານີ້, ການອອກແບບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ PCB ທີ່ດີເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອຮັບປະກັນປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນສະເພາະ.

ລັກສະນະທໍາອິດຂອງການອອກແບບ PCB ທີ່ປັບປຸງການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນແມ່ນຮູບແບບອຸປະກອນ PCB. ເມື່ອເປັນໄປໄດ້, ອົງປະກອບພະລັງງານສູງຢູ່ເທິງ PCB ຄວນແຍກອອກຈາກກັນ. ການຍະຫວ່າງທາງດ້ານຮ່າງກາຍລະຫວ່າງອົງປະກອບພະລັງງານສູງສຸດເພີ່ມພື້ນທີ່ PCB ຢູ່ໃນແຕ່ລະອົງປະກອບພະລັງງານສູງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍບັນລຸການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າ. Care should be taken to separate temperature sensitive components from high power components on the PCB. ບ່ອນໃດກໍ່ຕາມທີ່ເປັນໄປໄດ້, ອົງປະກອບພະລັງງານສູງຄວນຕັ້ງຢູ່ຫ່າງຈາກມຸມຂອງ PCB. ຕຳ ແໜ່ງ PCB ຂັ້ນກາງຫຼາຍກວ່າເຮັດໃຫ້ພື້ນທີ່ກະດານອ້ອມຮອບອົງປະກອບພະລັງງານສູງເຮັດໃຫ້ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຫຼຸດລົງ. ສະແດງໃຫ້ເຫັນອຸປະກອນ semiconductor ສອງອັນຄືກັນ: ສ່ວນປະກອບ A ແລະ B. ອົງປະກອບ A, ຕັ້ງຢູ່ທີ່ມຸມຂອງ PCB, ມີອຸນຫະພູມຢູ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ຊິບສູງກວ່າອົງປະກອບ B 5%, ເຊິ່ງຕັ້ງຢູ່ໃຈກາງຫຼາຍກວ່າ. ການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຢູ່ທີ່ມຸມຂອງສ່ວນປະກອບ A ແມ່ນຖືກຈໍາກັດໂດຍພື້ນທີ່ກະດານທີ່ນ້ອຍກວ່າຢູ່ອ້ອມອົງປະກອບທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ.

ລັກສະນະທີສອງແມ່ນໂຄງສ້າງຂອງ PCB, ເຊິ່ງມີອິດທິພົນຕັດສິນທີ່ສຸດຕໍ່ກັບການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນຂອງການອອກແບບ PCB. ຕາມກົດລະບຽບທົ່ວໄປ, PCB ມີທອງແດງຫຼາຍເທົ່າໃດ, ປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນສູງຂຶ້ນຂອງອົງປະກອບຂອງລະບົບ. ສະຖານະການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ເidealາະສົມທີ່ສຸດ ສຳ ລັບອຸປະກອນເຊມິຄອນດັກເຕີແມ່ນວ່າຊິບຖືກຕິດຢູ່ເທິງບລັອກທອງແດງທີ່ເຮັດດ້ວຍຄວາມເຢັນ. ອັນນີ້ບໍ່ແມ່ນພາກປະຕິບັດໄດ້ສໍາລັບການໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ, ສະນັ້ນພວກເຮົາຕ້ອງໄດ້ປ່ຽນແປງ PCB ອື່ນເພື່ອປັບປຸງການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ. 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.

ເມື່ອໃດກໍ່ຕາມທີ່ເປັນໄປໄດ້, ເພີ່ມຈໍານວນແລະຄວາມ ໜາ ຂອງຊັ້ນທອງແດງ PCB. ນ້ ຳ ໜັກ ຂອງພື້ນຖານທອງແດງໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນໃຫຍ່, ເຊິ່ງເປັນເສັ້ນທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ ສຳ ລັບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງ PCB ທັງົດ. The arrangement of the wiring of the layers also increases the total specific gravity of copper used for heat conduction. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ສາຍໄຟນີ້ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນມີການສນວນດ້ວຍໄຟຟ້າ, ຈໍາກັດການນໍາໃຊ້ມັນເປັນເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນທີ່ເປັນໄປໄດ້. ການຕໍ່ສາຍດິນອຸປະກອນຄວນມີສາຍໄຟຟ້າໃຫ້ຫຼາຍທີ່ສຸດເທົ່າທີ່ຈະເປັນໄປໄດ້ເພື່ອຊ່ວຍໃຫ້ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງສຸດ. ຂຸມການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນໃນ PCB ຢູ່ລຸ່ມອຸປະກອນ semiconductor ຊ່ວຍໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນdedັງຂອງ PCB ແລະໂອນໄປດ້ານຫຼັງຂອງຄະນະ.

ຊັ້ນເທິງແລະລຸ່ມສຸດຂອງ PCB ແມ່ນ“ ສະຖານທີ່ສໍາຄັນ” ສໍາລັບການປັບປຸງປະສິດທິພາບການເຮັດຄວາມເຢັນ. ການໃຊ້ສາຍໄຟທີ່ກວ້າງກວ່າແລະການເດີນທາງຫ່າງໄກຈາກອຸປະກອນໄຟຟ້າແຮງສູງສາມາດສະ ໜອງ ເສັ້ນທາງຄວາມຮ້ອນສໍາລັບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ. ຄະນະກໍາມະການຄວາມຮ້ອນພິເສດເປັນວິທີການທີ່ດີເລີດສໍາລັບການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ PCB. ແຜ່ນຄວາມຮ້ອນທີ່ຕັ້ງຢູ່ດ້ານເທິງຫຼືດ້ານຫຼັງຂອງ PCB ແລະເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍຄວາມຮ້ອນກັບອຸປະກອນໂດຍຜ່ານການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍທອງແດງໂດຍກົງຫຼືຄວາມຮ້ອນຜ່ານຮູ. ໃນກໍລະນີຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ພາຍໃນ (ພຽງແຕ່ມີຜູ້ນໍາທັງສອງດ້ານຂອງແພັກເກດ), ແຜ່ນຄວາມຮ້ອນສາມາດຕັ້ງຢູ່ເທິງສຸດຂອງ PCB, ມີຮູບຮ່າງຄ້າຍຄືກັບ“ ກະດູກdogາ” (ກາງແມ່ນແຄບເທົ່າກັບແພັກເກດ, ທອງແດງທີ່ຢູ່ຫ່າງຈາກແພັກເກດມີພື້ນທີ່ໃຫຍ່, ນ້ອຍຢູ່ກາງແລະໃຫຍ່ຢູ່ທັງສອງສົ້ນ). ໃນກໍລະນີຂອງແພັກເກັດສີ່ດ້ານ (ມີຜູ້ນໍາຢູ່ທັງສີ່ດ້ານ), ແຜ່ນນໍາຄວາມຮ້ອນຕ້ອງຕັ້ງຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງ PCB ຫຼືພາຍໃນ PCB.

ການເພີ່ມຂະ ໜາດ ຂອງແຜ່ນ ນຳ ຄວາມຮ້ອນເປັນວິທີທີ່ດີເລີດເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນຂອງແພັກເກດ PowerPAD. Different size of heat conduction plate has great influence on thermal performance. ແຜ່ນຂໍ້ມູນຜະລິດຕະພັນເປັນຕາຕະລາງປົກກະຕິຈະບອກລາຍການຂະ ໜາດ ເຫຼົ່ານີ້. ແຕ່ການຄິດໄລ່ປະລິມານຜົນກະທົບຂອງທອງແດງເພີ່ມໃສ່ PCBS ແບບປະເພນີແມ່ນຍາກ. 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. ເຄື່ອງມືຄິດໄລ່ເຫຼົ່ານີ້ເນັ້ນໃຫ້ເຫັນຂອບເຂດທີ່ການອອກແບບ PCB ມີອິດທິພົນຕໍ່ການປະຕິບັດການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ. 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. ສຳ ລັບແພັກເກັດທີ່ຢູ່ໃນແຖວຄູ່, ພວກເຮົາສາມາດໃຊ້ຮູບແບບແຜ່ນກະດູກ“ dogາ” ເພື່ອລະບາຍຄວາມຮ້ອນໄດ້.

ສຸດທ້າຍ, ລະບົບທີ່ມີ PCBS ໃຫຍ່ກວ່າກໍ່ສາມາດໃຊ້ເພື່ອເຮັດຄວາມເຢັນໄດ້. 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. ພິຈາລະນາການ ນຳ ຄວາມຮ້ອນແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ຈຳ ນວນສະກູຄວນຂະຫຍາຍໃຫ້ສູງສຸດຈົນເຖິງຜົນຕອບແທນທີ່ຫຼຸດລົງ. ເຄື່ອງເຮັດຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ PCB ໂລຫະມີພື້ນທີ່ເຮັດຄວາມເຢັນຫຼາຍຂຶ້ນຫຼັງຈາກໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່ກັບແຜ່ນຄວາມຮ້ອນ. ສໍາລັບບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ບ່ອນຢູ່ອາໄສຂອງ PCB ມີເປືອກຫອຍ, ວັດສະດຸແຜ່ນຕິດ TYPE B ມີປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນສູງກວ່າເປືອກຫຸ້ມດ້ວຍອາກາດເຢັນ. ວິທີແກ້ໄຂຄວາມເຢັນເຊັ່ນ: ພັດລົມແລະຄີ, ຍັງຖືກໃຊ້ທົ່ວໄປສໍາລັບການເຮັດຄວາມເຢັນຂອງລະບົບ, ແຕ່ພວກມັນມັກຈະຕ້ອງການພື້ນທີ່ຫຼາຍຫຼືຕ້ອງການການດັດແກ້ການອອກແບບເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການເຮັດຄວາມເຢັນ.

ເພື່ອອອກແບບລະບົບທີ່ມີປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນສູງ, ມັນບໍ່ພຽງພໍທີ່ຈະເລືອກອຸປະກອນ IC ທີ່ດີແລະວິທີແກ້ໄຂປິດ. ການ ກຳ ນົດເວລາການປະຕິບັດຄວາມເຢັນຂອງ IC ແມ່ນຂຶ້ນກັບ THE PCB ແລະຄວາມສາມາດຂອງລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ອຸປະກອນ IC ເຢັນລົງຢ່າງໄວ. ວິທີການເຮັດຄວາມເຢັນຕົວຕັ້ງຕົວຕີທີ່ກ່າວມາຂ້າງເທິງສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງລະບົບໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.