Како се користи ПЦБ- за ИЦ пакет расипање топлоте?

Први аспект дизајна ПЦБ-а који може побољшати термичке перформансе је распоред ПЦБ уређаја. Кад год је то могуће, компоненте велике снаге на штампаној плочи треба да буду одвојене једна од друге. Ово физичко раздвајање између компоненти велике снаге максимизира површину ПЦБ-а око сваке компоненте велике снаге, помажући на тај начин да се постигне боља проводљивост топлоте. Треба водити рачуна да се компоненте осетљиве на температуру на штампаној плочи изолују од компоненти велике снаге. Кад год је то могуће, место инсталације компоненти велике снаге треба да буде далеко од углова штампане плоче. Централнија ПЦБ локација може максимизирати површину плоче око компоненти велике снаге, чиме се помаже у расипању топлоте. На слици 2 приказана су два идентична полупроводничка уређаја: компонента А и компонента Б. Компонента А се налази на углу ПЦБ-а и има температуру споја матрице која је 5% виша од компоненте Б јер се компонента Б налази ближе средини. Пошто је површина плоче око компоненте за одвођење топлоте мања, дисипација топлоте на углу компоненте А је ограничена.

Како користити ПЦБ за одвођење топлоте ИЦ пакета?

Други аспект је структура ПЦБ-а, која има одлучујући утицај на термичке перформансе дизајна ПЦБ-а. Општи принцип је: што је више бакра у штампаној плочи, то су веће топлотне перформансе компоненти система. Идеална ситуација за расипање топлоте за полупроводничке уређаје је да је чип монтиран на велики комад бакра хлађеног течношћу. За већину апликација, овај начин монтаже је непрактичан, тако да можемо само да направимо неке друге измене на штампаној плочи да бисмо побољшали перформансе одвођења топлоте. За већину апликација данас, укупна запремина система наставља да се смањује, што негативно утиче на перформансе одвођења топлоте. Што је већа штампана плоча, већа је површина која се може користити за провођење топлоте, а такође има и већу флексибилност, омогућавајући довољно простора између компоненти велике снаге.

Кад год је могуће, максимизирајте број и дебљину ПЦБ бакарних уземљења. Тежина бакра уземљеног слоја је генерално релативно велика, и то је одличан термички пут за цео ПЦБ за расипање топлоте. Распоред ожичења за сваки слој ће такође повећати укупан удео бакра који се користи за провођење топлоте. Међутим, ово ожичење је обично електрично и термички изоловано, што ограничава његову улогу као потенцијалног слоја за дисипацију топлоте. Ожичење уземљења уређаја треба да буде што је више могуће електрично са више уземљених површина, како би се максимално повећала проводљивост топлоте. Преводи за расипање топлоте на ПЦБ-у испод полупроводничког уређаја помажу топлоти да уђе у закопане слојеве ПЦБ-а и одведе се на полеђину плоче.

Да би се побољшале перформансе дисипације топлоте, горњи и доњи слој штампане плоче су „златне локације“. Користите шире жице и усмерите их даље од уређаја велике снаге да бисте обезбедили термални пут за одвођење топлоте. Наменска термална плоча је одличан метод за дисипацију топлоте ПЦБ-а. Термална плоча се углавном налази на горњој или задњој страни ПЦБ-а и термички је повезана са уређајем преко директних бакарних веза или термичких прелаза. У случају инлине паковања (паковања са проводницима на обе стране), ова врста плоче за проводљивост топлоте може бити смештена на врху штампане плоче и обликована као „псећа кост“ (средина је уска као и паковање, а површина удаљена од паковања је релативно мала Велика, мала у средини и велика на крајевима). У случају четвоространог паковања (воде постоје на све четири стране), плоча за проводљивост топлоте мора бити смештена на полеђини ПЦБ-а или ући у ПЦБ.

Како користити ПЦБ за одвођење топлоте ИЦ пакета?

Повећање величине термалне плоче је одличан начин за побољшање термичких перформанси ПоверПАД пакета. Различите величине плоча за проводљивост топлоте имају велики утицај на термичке перформансе. Технички лист производа у облику табеле углавном наводи ове информације о величини. Међутим, тешко је квантификовати утицај додатог бакра прилагођених ПЦБ-а. Користећи неке онлајн калкулаторе, корисници могу да изаберу уређај, а затим да промене величину бакарне подлоге да би проценили њен утицај на перформансе одвођења топлоте ПЦБ-ова који нису ЈЕДЕЦ. Ови алати за прорачун наглашавају утицај дизајна ПЦБ-а на термичке перформансе. За четворострани пакет, површина горње подлоге је само мања од површине изложене јастучића уређаја. У овом случају, укопани или задњи слој је први начин да се постигне боље хлађење. За два ин-лине пакета, можемо да користимо јастучић „псеће кости“ да бисмо одвели топлоту.

Коначно, системи са већим ПЦБ-има се такође могу користити за хлађење. У случају да су шрафови повезани са топлотно проводљивом плочом и равним уземљења ради одвођења топлоте, неки завртњи који се користе за монтирање ПЦБ-а такође могу постати ефикасни топлотни путеви до базе система. Узимајући у обзир ефекат топлотне проводљивости и цену, број шрафова треба да буде максимална вредност која достиже тачку смањења поврата. Након што је спојена на топлотно проводну плочу, метална плоча за ојачање ПЦБ-а има више површине за хлађење. За неке примене где је ПЦБ прекривен омотачем, материјал за поправку контролисаног типа заваривања има веће термичке перформансе од омотача са ваздушним хлађењем. Решења за хлађење, као што су вентилатори и хладњаци, такође су уобичајене методе за хлађење система, али обично захтевају више простора или је потребно модификовати дизајн како би се оптимизовао ефекат хлађења.

За пројектовање система са већим термичким перформансама није довољно изабрати добар ИЦ уређај и затворено решење. Перформансе дисипације топлоте ИЦ зависе од ПЦБ-а и способности система за расипање топлоте да брзо охлади ИЦ уређаје. Коришћењем горње методе пасивног хлађења, перформансе одвођења топлоте система могу се знатно побољшати.