Как воспользоваться услугой печатная плата для отвода тепла от корпуса IC?

Первый аспект конструкции печатной платы, который может улучшить тепловые характеристики, – это компоновка устройства печатной платы. По возможности, высокомощные компоненты на печатной плате должны быть отделены друг от друга. Это физическое разделение между высокомощными компонентами максимизирует площадь печатной платы вокруг каждого высокомощного компонента, тем самым помогая достичь лучшей теплопроводности. Следует соблюдать осторожность, чтобы изолировать чувствительные к температуре компоненты на печатной плате от компонентов высокой мощности. По возможности место установки высокомощных компонентов должно быть далеко от углов печатной платы. Более центральное расположение печатной платы может максимизировать площадь платы вокруг высокомощных компонентов, тем самым помогая рассеивать тепло. На рисунке 2 показаны два идентичных полупроводниковых устройства: компонент A и компонент B. Компонент A расположен в углу печатной платы и имеет температуру перехода кристалла на 5% выше, чем у компонента B, поскольку компонент B расположен ближе к середине. Поскольку площадь платы вокруг компонента для отвода тепла меньше, отвод тепла в углу компонента A ограничен.

Как использовать печатную плату для отвода тепла корпуса IC?

Второй аспект – это структура печатной платы, которая имеет самое решающее влияние на тепловые характеристики конструкции печатной платы. Общий принцип таков: чем больше меди в печатной плате, тем выше тепловые характеристики компонентов системы. Идеальная ситуация для рассеивания тепла для полупроводниковых устройств заключается в том, что микросхема устанавливается на большой кусок меди с жидкостным охлаждением. Для большинства приложений этот метод монтажа непрактичен, поэтому мы можем только внести некоторые другие изменения в печатную плату, чтобы улучшить характеристики рассеивания тепла. Для большинства современных приложений общий объем системы продолжает сокращаться, что отрицательно сказывается на характеристиках отвода тепла. Чем больше размер печатной платы, тем больше площадь, которую можно использовать для теплопроводности, а также она обладает большей гибкостью, обеспечивая достаточное пространство между высокомощными компонентами.

По возможности увеличивайте количество и толщину медных заземляющих поверхностей печатной платы. Вес меди заземляющего слоя, как правило, относительно велик, и это отличный тепловой путь для всей печатной платы для рассеивания тепла. Расположение проводки для каждого слоя также увеличит общую долю меди, используемой для теплопроводности. Однако эта проводка обычно электрически и термически изолирована, что ограничивает ее роль в качестве потенциального слоя рассеивания тепла. Проводка заземляющей пластины устройства должна быть как можно более электрической с большим количеством заземляющих пластин, чтобы обеспечить максимальную теплопроводность. Отводные отверстия для отвода тепла на печатной плате под полупроводниковым устройством помогают теплу проникать в скрытые слои печатной платы и проводить к задней части печатной платы.

Чтобы улучшить характеристики рассеивания тепла, верхний и нижний слои печатной платы представляют собой «золотые места». Используйте более широкие провода и проложите их подальше от мощных устройств, чтобы обеспечить тепловой путь для отвода тепла. Специальная термоплата – отличный способ отвода тепла от печатной платы. Тепловая плата обычно расположена на верхней или задней части печатной платы и термически связана с устройством через прямые медные соединения или тепловые переходные отверстия. В случае встроенного корпуса (пакеты с выводами с обеих сторон) такая теплопроводная плата может располагаться наверху печатной платы и иметь форму «собачьей кости» (середина такая же узкая, как и корпус, а область вдали от упаковки относительно небольшая (большая, маленькая посередине и большая на концах). В случае четырехстороннего корпуса (выводы есть со всех четырех сторон), теплопроводящая пластина должна располагаться на обратной стороне печатной платы или входить в нее.

Как использовать печатную плату для отвода тепла корпуса IC?

Увеличение размера термоплаты – отличный способ улучшить тепловые характеристики корпуса PowerPAD. Различные размеры теплопроводящих пластин имеют большое влияние на тепловые характеристики. В технических характеристиках продукта, представленных в виде таблицы, обычно приводится информация о размерах. Однако сложно количественно оценить влияние добавленной меди на заказные печатные платы. Используя некоторые онлайн-калькуляторы, пользователи могут выбрать устройство, а затем изменить размер медной площадки, чтобы оценить его влияние на характеристики рассеивания тепла печатных плат, не относящихся к JEDEC. Эти инструменты расчета подчеркивают влияние конструкции печатной платы на тепловые характеристики. Для упаковки с четырьмя сторонами площадь верхней площадки чуть меньше площади открытой площадки устройства. В этом случае заглубленный или задний слой – это первый способ добиться лучшего охлаждения. Для двухрядных корпусов мы можем использовать подушечки типа «собачья кость» для отвода тепла.

Наконец, для охлаждения также можно использовать системы с печатными платами большего размера. В случае, если винты прикреплены к теплопроводной пластине и заземляющей пластине для отвода тепла, некоторые винты, используемые для крепления печатной платы, также могут стать эффективными путями тепла к основанию системы. Учитывая эффект теплопроводности и стоимость, количество винтов должно быть максимальным значением, достигающим точки уменьшения отдачи. После соединения с теплопроводной пластиной металлическая усиливающая пластина печатной платы имеет большую площадь охлаждения. В некоторых случаях, когда печатная плата покрыта кожухом, ремонтный материал для сварки с контролируемым типом имеет более высокие тепловые характеристики, чем кожух с воздушным охлаждением. Решения для охлаждения, такие как вентиляторы и радиаторы, также являются распространенными методами охлаждения системы, но обычно они требуют больше места или требуют изменения конструкции для оптимизации охлаждающего эффекта.

Чтобы спроектировать систему с более высокими тепловыми характеристиками, недостаточно выбрать хорошее ИС и закрытое решение. Эффективность рассеивания тепла ИС зависит от печатной платы и способности системы отвода тепла быстро охлаждать устройства ИС. Используя вышеупомянутый метод пассивного охлаждения, эффективность рассеивания тепла системой может быть значительно улучшена.