Bagaimana untuk menggunakan BPA untuk pelesapan haba pakej IC?

Aspek pertama reka bentuk PCB yang boleh meningkatkan prestasi terma ialah susun atur peranti PCB. Apabila boleh, komponen berkuasa tinggi pada PCB hendaklah diasingkan antara satu sama lain. Pemisahan fizikal antara komponen berkuasa tinggi ini memaksimumkan kawasan PCB di sekeliling setiap komponen berkuasa tinggi, dengan itu membantu mencapai pengaliran haba yang lebih baik. Penjagaan harus diambil untuk mengasingkan komponen sensitif suhu pada PCB daripada komponen berkuasa tinggi. Apabila boleh, lokasi pemasangan komponen berkuasa tinggi hendaklah jauh dari sudut PCB. Lokasi PCB yang lebih berpusat boleh memaksimumkan kawasan papan di sekeliling komponen berkuasa tinggi, dengan itu membantu menghilangkan haba. Rajah 2 menunjukkan dua peranti semikonduktor yang serupa: komponen A dan komponen B. Komponen A terletak di penjuru PCB dan mempunyai suhu simpang mati yang 5% lebih tinggi daripada komponen B kerana komponen B terletak lebih dekat ke tengah. Oleh kerana kawasan papan di sekeliling komponen untuk pelesapan haba adalah lebih kecil, pelesapan haba di sudut komponen A adalah terhad.

Bagaimana untuk menggunakan PCB untuk pelesapan haba pakej IC?

Aspek kedua ialah struktur PCB, yang mempunyai pengaruh paling menentukan terhadap prestasi terma reka bentuk PCB. Prinsip umum ialah: lebih banyak tembaga dalam PCB, lebih tinggi prestasi terma komponen sistem. Keadaan pelesapan haba yang ideal untuk peranti semikonduktor ialah cip dipasang pada sekeping besar kuprum yang disejukkan cecair. Untuk kebanyakan aplikasi, kaedah pelekap ini tidak praktikal, jadi kami hanya boleh membuat beberapa perubahan lain pada PCB untuk meningkatkan prestasi pelesapan haba. Bagi kebanyakan aplikasi hari ini, jumlah isipadu sistem terus mengecil, yang mempunyai kesan buruk terhadap prestasi pelesapan haba. Lebih besar PCB, lebih besar kawasan yang boleh digunakan untuk pengaliran haba, dan ia juga mempunyai fleksibiliti yang lebih besar, membolehkan ruang yang cukup antara komponen berkuasa tinggi.

Bila boleh, maksimumkan bilangan dan ketebalan satah tanah kuprum PCB. Berat kuprum lapisan tanah secara amnya agak besar, dan ia merupakan laluan haba yang sangat baik untuk keseluruhan PCB untuk menghilangkan haba. Susunan pendawaian bagi setiap lapisan juga akan meningkatkan jumlah bahagian kuprum yang digunakan untuk pengaliran haba. Walau bagaimanapun, pendawaian ini biasanya diasingkan secara elektrik dan haba, yang mengehadkan peranannya sebagai lapisan pelesapan haba yang berpotensi. Pendawaian satah tanah peranti haruslah elektrik yang mungkin dengan banyak satah tanah, supaya dapat membantu memaksimumkan pengaliran haba. Pelesapan haba vias pada PCB di bawah peranti semikonduktor membantu haba memasuki lapisan terkubur PCB dan mengalir ke belakang papan litar.

Untuk meningkatkan prestasi pelesapan haba, lapisan atas dan bawah PCB adalah “lokasi emas”. Gunakan wayar yang lebih lebar dan halakannya dari peranti berkuasa tinggi untuk menyediakan laluan haba untuk pelesapan haba. Papan terma khusus adalah kaedah terbaik untuk pelesapan haba PCB. Papan haba biasanya terletak di bahagian atas atau belakang PCB, dan disambungkan secara terma kepada peranti melalui sambungan tembaga terus atau vias terma. Dalam kes pakej sebaris (pakej dengan petunjuk di kedua-dua belah), papan pengaliran haba jenis ini boleh terletak di bahagian atas PCB dan berbentuk seperti “tulang anjing” (tengahnya sempit seperti bungkusan, dan kawasan yang jauh dari bungkusan agak kecil. Besar, kecil di tengah dan besar di hujung). Dalam kes pakej empat sisi (terdapat petunjuk pada keempat-empat sisi), plat pengalir haba mesti terletak di belakang PCB atau masukkan PCB.

Bagaimana untuk menggunakan PCB untuk pelesapan haba pakej IC?

Meningkatkan saiz papan haba ialah cara terbaik untuk meningkatkan prestasi terma pakej PowerPAD. Saiz plat pengaliran haba yang berbeza mempunyai pengaruh yang besar terhadap prestasi terma. Helaian data produk yang disediakan dalam bentuk jadual biasanya menyenaraikan maklumat saiz ini. Walau bagaimanapun, adalah sukar untuk mengukur kesan kuprum tambahan PCB tersuai. Menggunakan beberapa kalkulator dalam talian, pengguna boleh memilih peranti dan kemudian menukar saiz pad tembaga untuk menganggarkan kesannya terhadap prestasi pelesapan haba PCB bukan JEDEC. Alat pengiraan ini menyerlahkan kesan reka bentuk PCB ke atas prestasi terma. Untuk pakej empat sisi, kawasan pad atas hanya lebih kecil daripada kawasan pad terdedah peranti. Dalam kes ini, lapisan terkubur atau belakang adalah cara pertama untuk mencapai penyejukan yang lebih baik. Untuk pakej dwi dalam talian, kita boleh menggunakan gaya pad “tulang anjing” untuk menghilangkan haba.

Akhir sekali, sistem dengan PCB yang lebih besar juga boleh digunakan untuk penyejukan. Sekiranya skru disambungkan ke plat pengalir haba dan satah tanah untuk pelesapan haba, sesetengah skru yang digunakan untuk memasang PCB juga boleh menjadi laluan haba yang berkesan ke pangkalan sistem. Memandangkan kesan pengaliran haba dan kos, bilangan skru haruslah nilai maksimum yang mencapai titik pulangan yang semakin berkurangan. Selepas disambungkan ke plat konduktif terma, plat tetulang PCB logam mempunyai lebih banyak kawasan penyejukan. Bagi sesetengah aplikasi di mana PCB ditutup dengan cangkerang, bahan pembaikan kimpalan terkawal jenis mempunyai prestasi terma yang lebih tinggi daripada cangkerang yang disejukkan udara. Penyelesaian penyejukan, seperti kipas dan sink haba, juga merupakan kaedah biasa untuk penyejukan sistem, tetapi ia biasanya memerlukan lebih banyak ruang atau perlu mengubah suai reka bentuk untuk mengoptimumkan kesan penyejukan.

Untuk mereka bentuk sistem dengan prestasi terma yang lebih tinggi, tidak cukup untuk memilih peranti IC yang baik dan penyelesaian tertutup. Prestasi pelesapan haba IC bergantung pada PCB dan keupayaan sistem pelesapan haba untuk menyejukkan peranti IC dengan cepat. Dengan menggunakan kaedah penyejukan pasif di atas, prestasi pelesapan haba sistem boleh dipertingkatkan dengan ketara.