എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാം പിസിബി ഐസി പാക്കേജ് ഹീറ്റ് ഡിസിപ്പേഷനോ?

താപ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുന്ന PCB ഡിസൈനിന്റെ ആദ്യ വശം PCB ഉപകരണ ലേഔട്ട് ആണ്. സാധ്യമാകുമ്പോഴെല്ലാം, പിസിബിയിലെ ഉയർന്ന പവർ ഘടകങ്ങൾ പരസ്പരം വേർതിരിക്കേണ്ടതാണ്. ഉയർന്ന പവർ ഘടകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഈ ശാരീരിക വേർതിരിവ് ഓരോ ഉയർന്ന പവർ ഘടകത്തിനും ചുറ്റുമുള്ള പിസിബി ഏരിയയെ പരമാവധിയാക്കുന്നു, അതുവഴി മികച്ച താപ ചാലകം കൈവരിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പവർ ഘടകങ്ങളിൽ നിന്ന് പിസിബിയിലെ താപനില സെൻസിറ്റീവ് ഘടകങ്ങളെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ശ്രദ്ധിക്കണം. സാധ്യമാകുമ്പോഴെല്ലാം, ഉയർന്ന പവർ ഘടകങ്ങളുടെ ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ സ്ഥാനം പിസിബിയുടെ കോണുകളിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയായിരിക്കണം. കൂടുതൽ സെൻട്രൽ പിസിബി ലൊക്കേഷന് ഉയർന്ന പവർ ഘടകങ്ങളെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയുള്ള ബോർഡ് ഏരിയ പരമാവധിയാക്കാൻ കഴിയും, അതുവഴി താപം ഇല്ലാതാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. ചിത്രം 2 ഒരേപോലെയുള്ള രണ്ട് അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു: ഘടകം A, ഘടകം B. ഘടകം A എന്നിവ PCB യുടെ മൂലയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ B ഘടകത്തെക്കാൾ 5% കൂടുതലുള്ള ഒരു ഡൈ ജംഗ്ഷൻ താപനിലയുണ്ട്, കാരണം B ഘടകം മധ്യത്തോട് അടുത്താണ്. താപ വിസർജ്ജനത്തിനുള്ള ഘടകത്തിന് ചുറ്റുമുള്ള ബോർഡ് ഏരിയ ചെറുതായതിനാൽ, എ ഘടകത്തിന്റെ മൂലയിൽ താപ വിസർജ്ജനം പരിമിതമാണ്.

ഐസി പാക്കേജ് ഹീറ്റ് ഡിസിപ്പേഷനായി പിസിബി എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാം?

രണ്ടാമത്തെ വശം പിസിബിയുടെ ഘടനയാണ്, ഇത് പിസിബി ഡിസൈനിന്റെ താപ പ്രകടനത്തിൽ ഏറ്റവും നിർണായക സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. പൊതുവായ തത്വം ഇതാണ്: പിസിബിയിൽ കൂടുതൽ ചെമ്പ്, സിസ്റ്റം ഘടകങ്ങളുടെ ഉയർന്ന താപ പ്രകടനം. അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ താപ വിസർജ്ജന സാഹചര്യം, ലിക്വിഡ്-കൂൾഡ് ചെമ്പിന്റെ ഒരു വലിയ കഷണത്തിൽ ചിപ്പ് ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നതാണ്. മിക്ക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും, ഈ മൗണ്ടിംഗ് രീതി അപ്രായോഗികമാണ്, അതിനാൽ താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് പിസിബിയിൽ മാത്രമേ ഞങ്ങൾക്ക് മറ്റ് ചില മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താൻ കഴിയൂ. ഇന്നത്തെ മിക്ക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും, സിസ്റ്റത്തിന്റെ മൊത്തം വോളിയം ചുരുങ്ങുന്നത് തുടരുന്നു, ഇത് താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനത്തെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നു. പിസിബി വലുതാകുന്തോറും താപ ചാലകത്തിന് ഉപയോഗിക്കാവുന്ന വലിയ വിസ്തീർണ്ണം വലുതാണ്, കൂടാതെ ഇതിന് ഉയർന്ന വഴക്കവും ഉണ്ട്, ഉയർന്ന പവർ ഘടകങ്ങൾക്കിടയിൽ മതിയായ ഇടം അനുവദിക്കുന്നു.

സാധ്യമാകുമ്പോഴെല്ലാം, പിസിബി കോപ്പർ ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനുകളുടെ എണ്ണവും കനവും പരമാവധിയാക്കുക. ഗ്രൗണ്ട് ലെയർ ചെമ്പിന്റെ ഭാരം സാധാരണയായി താരതമ്യേന വലുതാണ്, കൂടാതെ ഇത് മുഴുവൻ പിസിബിക്കും ചൂട് പുറന്തള്ളാനുള്ള മികച്ച താപ പാതയാണ്. ഓരോ ലെയറിനുമുള്ള വയറിങ്ങിന്റെ ക്രമീകരണം താപ ചാലകതയ്ക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ചെമ്പിന്റെ മൊത്തം അനുപാതവും വർദ്ധിപ്പിക്കും. എന്നിരുന്നാലും, ഈ വയറിംഗ് സാധാരണയായി വൈദ്യുതമായും താപമായും ഒറ്റപ്പെട്ടതാണ്, ഇത് താപ വിസർജ്ജന പാളിയായി അതിന്റെ പങ്ക് പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. ഉപകരണ ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനിന്റെ വയറിംഗ് പരമാവധി താപ ചാലകത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സഹായിക്കുന്നതിന്, നിരവധി ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനുകൾക്കൊപ്പം കഴിയുന്നത്ര വൈദ്യുതമായിരിക്കണം. അർദ്ധചാലക ഉപകരണത്തിന് കീഴിലുള്ള പിസിബിയിലെ താപ വിസർജ്ജനം, പിസിബിയുടെ കുഴിച്ചിട്ട പാളികളിലേക്ക് ചൂട് പ്രവേശിക്കുന്നതിനും സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ പിൻഭാഗത്തേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്നതിനും സഹായിക്കുന്നു.

താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, പിസിബിയുടെ മുകളിലും താഴെയുമുള്ള പാളികൾ “സ്വർണ്ണ ലൊക്കേഷനുകൾ” ആണ്. താപ വിസർജ്ജനത്തിനായി ഒരു താപ പാത നൽകുന്നതിന് വിശാലമായ വയറുകൾ ഉപയോഗിക്കുക, ഉയർന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്ന് അവയെ അകറ്റുക. സമർപ്പിത തെർമൽ ബോർഡ് പിസിബി താപ വിസർജ്ജനത്തിനുള്ള മികച്ച മാർഗമാണ്. തെർമൽ ബോർഡ് സാധാരണയായി പിസിബിയുടെ മുകളിലോ പിന്നിലോ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ നേരിട്ട് കോപ്പർ കണക്ഷനുകളിലൂടെയോ തെർമൽ വഴികളിലൂടെയോ ഉപകരണവുമായി താപമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇൻലൈൻ പാക്കേജിന്റെ കാര്യത്തിൽ (ഇരുവശത്തും ലീഡുകളുള്ള പാക്കേജുകൾ), ഇത്തരത്തിലുള്ള താപ ചാലക ബോർഡ് പിസിബിയുടെ മുകളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുകയും ഒരു “ഡോഗ് ബോൺ” പോലെ രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യാം (മധ്യഭാഗം പാക്കേജ് പോലെ ഇടുങ്ങിയതാണ്, കൂടാതെ പാക്കേജിൽ നിന്ന് അകലെയുള്ള പ്രദേശം താരതമ്യേന ചെറുതാണ്, വലുത്, നടുവിൽ ചെറുത്, അറ്റത്ത് വലുത്). നാല്-വശങ്ങളുള്ള പാക്കേജിന്റെ കാര്യത്തിൽ (നാല് വശങ്ങളിലും ലീഡുകൾ ഉണ്ട്), ചൂട് ചാലക പ്ലേറ്റ് PCB-യുടെ പിൻഭാഗത്ത് സ്ഥിതിചെയ്യണം അല്ലെങ്കിൽ PCB-യിൽ പ്രവേശിക്കണം.

ഐസി പാക്കേജ് ഹീറ്റ് ഡിസിപ്പേഷനായി പിസിബി എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാം?

പവർപാഡ് പാക്കേജിന്റെ താപ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള മികച്ച മാർഗമാണ് തെർമൽ ബോർഡിന്റെ വലുപ്പം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത്. വ്യത്യസ്ത താപ ചാലക പ്ലേറ്റ് വലുപ്പങ്ങൾ താപ പ്രകടനത്തിൽ വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ഒരു പട്ടികയുടെ രൂപത്തിൽ നൽകിയിരിക്കുന്ന ഉൽപ്പന്ന ഡാറ്റ ഷീറ്റ് സാധാരണയായി ഈ വലുപ്പ വിവരങ്ങൾ പട്ടികപ്പെടുത്തുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇഷ്‌ടാനുസൃത പിസിബികളുടെ ചേർത്ത ചെമ്പിന്റെ ആഘാതം കണക്കാക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ചില ഓൺലൈൻ കാൽക്കുലേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഉപയോക്താക്കൾക്ക് ഒരു ഉപകരണം തിരഞ്ഞെടുക്കാനും തുടർന്ന് JEDEC ഇതര PCB-കളുടെ താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനത്തിൽ അതിന്റെ സ്വാധീനം കണക്കാക്കാൻ കോപ്പർ പാഡിന്റെ വലുപ്പം മാറ്റാനും കഴിയും. ഈ കണക്കുകൂട്ടൽ ഉപകരണങ്ങൾ താപ പ്രകടനത്തിൽ PCB രൂപകൽപ്പനയുടെ സ്വാധീനം ഉയർത്തിക്കാട്ടുന്നു. നാല് വശങ്ങളുള്ള പാക്കേജിനായി, മുകളിലെ പാഡിന്റെ വിസ്തീർണ്ണം ഉപകരണത്തിന്റെ തുറന്നിരിക്കുന്ന പാഡിന്റെ വിസ്തീർണ്ണത്തേക്കാൾ ചെറുതാണ്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, അടക്കം ചെയ്തതോ പിൻഭാഗത്തെ പാളിയോ മികച്ച തണുപ്പിക്കൽ നേടുന്നതിനുള്ള ആദ്യ മാർഗമാണ്. ഡ്യുവൽ ഇൻ-ലൈൻ പാക്കേജുകൾക്കായി, ചൂട് ഇല്ലാതാക്കാൻ നമുക്ക് ഒരു “ഡോഗ് ബോൺ” പാഡ് ശൈലി ഉപയോഗിക്കാം.

അവസാനമായി, വലിയ പിസിബികളുള്ള സിസ്റ്റങ്ങളും തണുപ്പിക്കാനായി ഉപയോഗിക്കാം. ഹീറ്റ് ഡിസ്സിപ്പേഷനായി സ്ക്രൂകൾ ഹീറ്റ്-കണ്ടക്റ്റിംഗ് പ്ലേറ്റിലേക്കും ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനിലേക്കും ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന സാഹചര്യത്തിൽ, പിസിബി മൌണ്ട് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില സ്ക്രൂകൾ സിസ്റ്റം ബേസിലേക്കുള്ള ഫലപ്രദമായ ഹീറ്റ് പാത്തുകളായി മാറും. താപ ചാലക ഫലവും ചെലവും കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, റിട്ടേണുകൾ കുറയുന്ന ഘട്ടത്തിൽ എത്തുന്ന പരമാവധി മൂല്യം സ്ക്രൂകളുടെ എണ്ണം ആയിരിക്കണം. താപ ചാലക പ്ലേറ്റുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച ശേഷം, മെറ്റൽ പിസിബി റൈൻഫോഴ്സ്മെന്റ് പ്ലേറ്റിന് കൂടുതൽ തണുപ്പിക്കൽ പ്രദേശമുണ്ട്. പിസിബി ഒരു ഷെൽ കൊണ്ട് മൂടിയിരിക്കുന്ന ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക്, തരം നിയന്ത്രിത വെൽഡിംഗ് റിപ്പയർ മെറ്റീരിയലിന് എയർ-കൂൾഡ് ഷെല്ലിനെക്കാൾ ഉയർന്ന താപ പ്രകടനമുണ്ട്. ഫാനുകളും ഹീറ്റ് സിങ്കുകളും പോലുള്ള കൂളിംഗ് സൊല്യൂഷനുകളും സിസ്റ്റം കൂളിംഗിനുള്ള സാധാരണ രീതികളാണ്, എന്നാൽ അവയ്ക്ക് സാധാരണയായി കൂടുതൽ ഇടം ആവശ്യമാണ് അല്ലെങ്കിൽ കൂളിംഗ് ഇഫക്റ്റ് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് ഡിസൈൻ പരിഷ്കരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഉയർന്ന താപ പ്രകടനമുള്ള ഒരു സിസ്റ്റം രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ, ഒരു നല്ല ഐസി ഉപകരണവും അടച്ച പരിഹാരവും തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ പര്യാപ്തമല്ല. ഐസിയുടെ താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനം പിസിബിയെയും ഐസി ഉപകരണങ്ങളെ വേഗത്തിൽ തണുപ്പിക്കാനുള്ള ഹീറ്റ് ഡിസിപ്പേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെ കഴിവിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. മുകളിലുള്ള നിഷ്ക്രിയ തണുപ്പിക്കൽ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, സിസ്റ്റത്തിന്റെ താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.