Како да го користите ПХБ за IC пакет дисипација на топлина?

Првиот аспект на дизајнот на ПХБ што може да ги подобри топлинските перформанси е распоредот на уредот со ПХБ. Секогаш кога е можно, компонентите со голема моќност на ПХБ треба да се одделат едни од други. Ова физичко раздвојување помеѓу компонентите со висока моќност ја максимизира површината на ПХБ околу секоја компонента со висока моќност, а со тоа помага да се постигне подобра спроводливост на топлина. Треба да се внимава да се изолираат компонентите чувствителни на температура на ПХБ од компонентите со голема моќност. Секогаш кога е можно, локацијата за инсталација на компонентите со голема моќност треба да биде далеку од аглите на ПХБ. Поцентралното место на ПХБ може да ја максимизира површината на плочата околу компонентите со голема моќност, а со тоа помага да се исфрли топлината. Слика 2 покажува два идентични полупроводнички уреди: компонентата А и компонентата Б. Компонентата А се наоѓа на аголот на ПХБ и има температура на спојот на матрицата која е 5% повисока од компонентата Б бидејќи компонентата Б се наоѓа поблиску до средината. Бидејќи површината на плочата околу компонентата за дисипација на топлина е помала, дисипацијата на топлина на аголот на компонентата А е ограничена.

Како да се користи ПХБ за дисипација на топлина од IC пакетот?

Вториот аспект е структурата на ПХБ, која има најмногу одлучувачко влијание врз термичките перформанси на дизајнот на ПХБ. Општиот принцип е: колку повеќе бакар во ПХБ, толку повисоки се топлинските перформанси на компонентите на системот. Идеалната ситуација за дисипација на топлина за полупроводнички уреди е тоа што чипот е монтиран на големо парче бакар што се лади со течност. За повеќето апликации, овој метод на монтирање е непрактичен, така што можеме да направиме само некои други промени на ПХБ за да ги подобриме перформансите на дисипација на топлина. За повеќето апликации денес, вкупниот волумен на системот продолжува да се намалува, што има негативен ефект врз перформансите на дисипација на топлина. Колку е поголема ПХБ, толку е поголема површината што може да се користи за спроведување на топлина, а исто така има поголема флексибилност, овозможувајќи доволно простор помеѓу компонентите со голема моќност.

Секогаш кога е можно, максимизирајте го бројот и дебелината на PCB бакарни заземјувачки рамнини. Тежината на заземјениот бакар е генерално релативно голема и е одлична термичка патека за целата ПХБ да ја исфрла топлината. Распоредот на жици за секој слој, исто така, ќе го зголеми вкупниот дел од бакар што се користи за спроведување на топлина. Сепак, ова жици обично е електрично и термички изолирано, што ја ограничува неговата улога како потенцијален слој за дисипација на топлина. Инсталирањето на рамнината за заземјување на уредот треба да биде што е можно поелектрично со многу рамнини за заземјување, за да помогне да се максимизира спроводливоста на топлината. Дисипацијата на топлината на ПХБ под полупроводничкиот уред помага топлината да навлезе во закопаните слоеви на ПХБ и да се спроведе до задниот дел од плочката.

За да се подобрат перформансите на дисипација на топлина, горните и долните слоеви на ПХБ се „златни локации“. Користете пошироки жици и оддалечете ги од уредите со голема моќност за да обезбедите термичка патека за дисипација на топлина. Посебната термичка плоча е одличен метод за дисипација на топлина од ПХБ. Термичката плоча генерално се наоѓа на врвот или на задната страна на ПХБ и е термички поврзана со уредот преку директни бакарни приклучоци или термички канали. Во случај на внатрешно пакување (пакети со кабли од двете страни), овој вид плоча за спроводливост на топлина може да се наоѓа на горниот дел од ПХБ и да има облик на „кучешка коска“ (средината е тесна како пакетот, а површина подалеку од пакувањето е релативно мала.Голема, мала во средината и голема на краевите). Во случај на пакување со четири страни (има кабли од сите четири страни), плочата што ја спроведува топлината мора да се наоѓа на задната страна на ПХБ или да влезе во ПХБ.

Како да се користи ПХБ за дисипација на топлина од IC пакетот?

Зголемувањето на големината на топлинската плоча е одличен начин за подобрување на термичките перформанси на пакетот PowerPAD. Различните големини на плочата за спроводливост на топлина имаат големо влијание врз термичките перформанси. Листот со податоци за производот обезбеден во форма на табела генерално ги наведува овие информации за големината. Сепак, тешко е да се измери влијанието на додадениот бакар на прилагодените ПХБ. Користејќи некои онлајн калкулатори, корисниците можат да изберат уред и потоа да ја променат големината на бакарната подлога за да го проценат неговото влијание врз перформансите на дисипација на топлина на ПХБ што не се JEDEC. Овие алатки за пресметка го нагласуваат влијанието на дизајнот на ПХБ врз термичките перформанси. За пакување со четири страни, површината на горната подлога е само помала од површината на изложената подлога на уредот. Во овој случај, закопаниот или задниот слој е првиот начин да се постигне подобро ладење. За двојни пакети во линија, можеме да користиме стил на подлога со „кучешка коска“ за да ја исфрлиме топлината.

Конечно, системи со поголеми ПХБ може да се користат и за ладење. Во случај кога завртките се поврзани со плочата за спроведување на топлина и рамнината за заземјување за дисипација на топлина, некои завртки што се користат за монтирање на ПХБ може да станат ефективни топлински патеки до базата на системот. Со оглед на ефектот и цената на спроводливоста на топлина, бројот на завртки треба да биде максималната вредност што ќе достигне точка на намалување на повратот. Откако ќе се поврзе со термопроводната плоча, металната плоча за зајакнување на ПХБ има поголема површина за ладење. За некои апликации каде што ПХБ е покриен со обвивка, материјалот за поправка на заварување контролиран од типот има повисоки термички перформанси од обвивката со воздушно ладење. Решенијата за ладење, како што се вентилаторите и ладилниците, се исто така вообичаени методи за ладење на системот, но тие обично бараат повеќе простор или треба да го изменат дизајнот за да се оптимизира ефектот на ладење.

За да се дизајнира систем со повисоки термички перформанси, не е доволно да се избере добар IC уред и затворено решение. Перформансите на дисипација на топлина на ИЦ зависи од ПХБ и способноста на системот за дисипација на топлина брзо да ги лади IC уредите. Со користење на горенаведениот метод на пасивно ладење, перформансите на системот за дисипација на топлина може значително да се подобрат.