Paket IC ngandelkeun PCB pikeun dissipation panas. Sacara umum, PCB mangrupikeun metodeu pendinginan utama pikeun alat semikonduktor daya tinggi. Desain dissipation panas PCB anu saé ngagaduhan pangaruh anu hébat, éta tiasa ngajantenkeun sistemna jalan saé, tapi ogé tiasa ngubur bahaya disumputkeun tina kacilakaan termal. Penanganan ati-ati tata perenah PCB, struktur dewan, sareng pemasangan alat tiasa ngabantosan ningkatkeun kinerja dissipation panas pikeun aplikasi sedeng – sareng kakuatan tinggi.

Pabrikan semikonduktor kasusah ngadalikeun sistem anu ngagunakeun alatna. Nanging, sistem anu nganggo IC dipasang penting pisan pikeun kinerja alat sacara umum. Pikeun alat IC khusus, desainer sistem ilaharna tiasa dianggo raket sareng pabrikan pikeun mastikeun yén sistem nyayogikeun seueur syarat disipasi panas alat-alat kakuatan tinggi. Kolaborasi mimiti ieu mastikeun yén IC minuhan standar listrik sareng kinerja, bari mastikeun operasi anu leres dina sistem pendinginan pelanggan. Seueur perusahaan semikonduktor ageung ngical alat salaku komponén standar, sareng teu aya hubungan antara pabrikan sareng aplikasi tungtung. In this case, we can only use some general guidelines to help achieve a good passive heat dissipation solution for IC and system.

Jinis rangkep semikonduktor umum nyaéta pad padagang atanapi bungkus PowerPADTM. Dina bungkusan ieu, chip dipasang dina piring logam anu disebut chip pad. Jenis chip pad ieu ngadukung chip dina prosés ngolah chip, sareng ogé mangrupakeun jalur termal anu saé pikeun pembuangan panas alat. Nalika bungkus pad bungkus dilas kana PCB, panas gancang kaluar tina bungkus sareng kana PCB. Panas teras dibubarkeun ngalangkungan lapisan PCB kana hawa sakurilingna. Bungkus pad bare biasana mindahkeun 80% tina panas kana PCB ngalangkungan handapeun bungkus. Sésana 20% panas dikaluarkeun liwat kabel alat sareng sagala rupa sisi bungkus. Kirang ti 1% panas kabur ngaliwatan bagian luhur iket. Dina kasus bungkus pad-tataranjang ieu, desain dissipation panas PCB anu saé penting pisan pikeun mastikeun kinerja alat anu tangtu.

Aspék munggaran desain PCB anu ningkatkeun kinerja termal nyaéta tata ruang alat PCB. Nalika dimungkinkeun, komponén kakuatan tinggi dina PCB kedah dipisahkeun masing-masing. Jarak fisik ieu antara komponén kakuatan tinggi ngamaksimalkeun daérah PCB di unggal komponén kakuatan tinggi, anu ngabantosan ngahontal mindahkeun panas anu langkung saé. Ati-ati kedah dipisahkeun pikeun misahkeun komponén sénsitip suhu tina komponén kakuatan tinggi dina PCB. Dimana dimungkinkeun, komponén kakuatan tinggi kedah ayana jauh ti juru PCB. Posisi PCB anu langkung panengah ngamaksimalkeun aréa papan sakitar komponén kakuatan tinggi, kukituna ngabantosan ngaleungitkeun panas. Figure 2 shows two identical semiconductor devices: components A and B. Komponén A, tempatna di juru PCB, ngagaduhan suhu simpang chip 5% langkung luhur tibatan komponén B, anu diposisikan langkung séntral. Disipasi panas di juru komponén A diwatesan ku daérah panel anu langkung alit sakitar komponén anu dianggo pikeun dissipasi panas.

Aspék anu kadua nyaéta struktur PCB, anu ngagaduhan pangaruh anu pangpentingna dina kinerja termal desain PCB. Salaku aturan umum, tambaga PCB langkung seueur, langkung luhur kinerja termal komponén sistem. Kaayaan dissipasi panas anu ideal pikeun alat semikonduktor nyaéta chip dipasang dina blok tambaga anu didinginkan cair. Ieu henteu praktis pikeun kaseueuran aplikasi, janten urang kedah parobihan anu sanés kana PCB pikeun ningkatkeun disipasi panas. Kanggo sabagéan ageung aplikasi ayeuna, jumlah volume sistem ngaleutikan, mangaruhan pisan kinerja dissipation panas. PCBS anu langkung ageung ngagaduhan luas permukaan anu tiasa dianggo pikeun mindahkeun panas, tapi ogé ngagaduhan langkung kalenturan pikeun nyéépkeun cukup rohangan antara komponén kakuatan tinggi.

Nalika dimungkinkeun, maksimalkeun jumlah sareng kandel lapisan tambaga PCB. Beurat tambaga grounding umumna ageung, anu mangrupikeun jalur termal anu hadé pikeun sadayana pembuangan panas PCB. Susunan kabel tina lapisan ogé ningkatkeun total gravitasi khusus tambaga anu dianggo pikeun konduksi panas. Nanging, kabel ieu biasana terisolasi listrik, ngawatesan panggunaan salaku tilelep panas poténsial. Grounding alat kedah nganggo kabel sabisa listrik ka saloba lapisan grounding sabisa-bisa pikeun ngabantosan ngamaksimalkeun konduksi panas. Panas liang dissipation dina PCB handapeun alat semikonduktor ngabantosan panas nuliskeun lapisan PCB anu dipasang sareng mindahkeun kana bagian tukang dewan.

Lapisan luhur sareng handap PCB mangrupikeun “lokasi perdana” kanggo ningkat kinerja mendingan. Ngagunakeun kabel anu langkung ageung sareng ngalirkeun jauh tina alat anu gaduh kakuatan tinggi tiasa nyayogikeun jalur termal pikeun dissipasi panas. Papan konduksi panas khusus mangrupikeun padika anu saé pikeun disipasi panas PCB. Pelat konduktif termal ayana dina luhur atanapi tukangeun PCB sareng sacara thermally nyambung ka alat ngalangkungan sambungan tambaga langsung atanapi thermal through-hole. Dina hal bungkusan inline (ngan ukur ngarah dina dua sisi bungkus), pelat konduksi panas tiasa ditempatan di luhur PCB, bentukna sapertos “tulang anjing” (tengahna sempit sapertos bungkusna, tambaga jauh tina bungkus ngagaduhan luas anu lega, alit di tengahna sareng ageung dina dua tungtung na). Dina kasus rangkep opat sisi (kalayan lead dina sadaya opat sisi), pelat konduksi panas kedah aya di tukangeun PCB atanapi di jero PCB.

Ningkatkeun ukuran pelat konduksi panas mangrupikeun cara anu saé pikeun ningkatkeun kinerja termal bungkus PowerPAD. Ukuran anu béda tina pelat konduksi panas ngagaduhan pangaruh hébat kana kinerja termal. A tabular product data sheet typically lists these dimensions. Tapi ngitung pangaruh tambaga tambihan kana PCBS khusus sesah. Kalayan kalkulator online, pangguna tiasa milih alat sareng ngarobih ukuran pad tambaga pikeun estimasi pangaruhna kana kinerja termal PCB non-JEDEC. Alat perhitungan ieu nyorot dugi ka mana desain PCB mangaruhan kinerja dissipation panas. Pikeun bungkus opat sisi, dimana luas pad luhurna ngan kirang tina luas pad bulistir alat, embedding atanapi layer tukang mangrupikeun cara anu munggaran pikeun ngahontal pendinginan anu langkung saé. Pikeun rangkep dual in-line, urang tiasa nganggo gaya pad “tulang anjing” kanggo ngaleungitkeun panas.

Tungtungna, sistem anu nganggo PCBS anu langkung ageung ogé tiasa dianggo pikeun nyéhatkeun. Sekrup anu dianggo pikeun masang PCB ogé tiasa nyayogikeun aksés termal anu efektif kana dasar sistem nalika nyambung ka pelat termal sareng lapisan taneuh. Mertimbangkeun konduktivitas termal sareng biaya, jumlah sekrup kedah dimaksimalkeun dugi ka ngirangan pangulangan. Kakuatan PCB logam ngagaduhan daerah anu langkung tiis saatos disambungkeun kana piring termal. Kanggo sababaraha aplikasi dimana perumahan PCB ngagaduhan cangkang, bahan tambalan solder TYPE B ngagaduhan performa termal anu langkung luhur tibatan cangkang anu didinginkan ku hawa. Solusi tiis, sapertos kipas sareng sirip, ogé biasa dianggo pikeun sistem pendinginan, tapi aranjeunna sering meryogikeun langkung seueur ruang atanapi peryogi modifikasi desain kanggo ngaoptimalkeun pendinginan.

Pikeun ngararancang sistem kalayan kinerja termal tinggi, henteu cekap milih alat IC anu saé sareng solusi anu ditutup. Penjadwalan kinerja pendinginan IC gumantung kana PCB sareng kapasitas sistem pendingin supados perangkat IC gancang tiis. Metodeu pasip anu didadarkeun di luhur tiasa ningkatkeun kinerja dissipation panas tina sistem.