使用方法 PCB IC封裝散熱？

可以提高熱性能的 PCB 設計的第一個方面是 PCB 器件佈局。 只要有可能，PCB 上的大功率元件應彼此分開。 高功率組件之間的這種物理分離使每個高功率組件周圍的 PCB 面積最大化，從而有助於實現更好的熱傳導。 應注意將 PCB 上的溫度敏感元件與高功率元件隔離。 大功率元器件的安裝位置應盡可能遠離PCB的四角。 更中央的 PCB 位置可以最大化高功率組件周圍的電路板面積，從而有助於散熱。 圖 2 顯示了兩個相同的半導體器件：組件 A 和組件 B。組件 A 位於 PCB 的拐角處，其芯片結溫比組件 B 高 5%，因為組件 B 位於更靠近中間的位置。 由於元件周圍用於散熱的電路板面積較小，因此元件A角落處的散熱受到限制。

如何使用PCB進行IC封裝散熱？

第二個方面是PCB的結構，它對PCB設計的熱性能有最決定性的影響。 一般原則是：PCB中的銅越多，系統組件的熱性能越高。 半導體器件理想的散熱情況是芯片安裝在一大塊液冷銅上。 對於大多數應用來說，這種安裝方式是不切實際的，所以我們只能對PCB做一些其他的改動來提高散熱性能。 對於當今的大多數應用，系統的總體積不斷縮小，這對散熱性能產生不利影響。 PCB越大，可用於導熱的面積就越大，同時也具有更大的靈活性，允許大功率元件之間有足夠的空間。

只要有可能，盡量增加 PCB 銅接地層的數量和厚度。 地層銅的重量一般都比較大，是整個PCB散熱的極好散熱路徑。 每層佈線的佈置也會增加用於導熱的銅的總比例。 然而，這種佈線通常是電絕緣和熱絕緣的，這限制了它作為潛在散熱層的作用。 設備接地平面的佈線應盡可能多地電氣化，以幫助最大限度地提高熱傳導。 半導體器件下方PCB上的散熱通孔有助於熱量進入PCB的埋層並傳導到電路板的背面。

為了提高散熱性能，PCB的頂層和底層是“黃金地段”。 使用更寬的電線並將它們佈線遠離高功率設備，以提供散熱路徑。 專用散熱板是PCB散熱的極好方法。 散熱板通常位於 PCB 的頂部或背面，並通過直接銅連接或散熱孔與器件熱連接。 在直插式封裝（兩邊有引線的封裝）的情況下，這種導熱板可以位於PCB的頂部，形狀像“狗骨”（中間和封裝一樣窄，離包的區域比較小（大，中間小，兩端大）。 如果是四面封裝（四面都有引線），導熱板必須位於PCB背面或進入PCB。

如何使用PCB進行IC封裝散熱？

增加散熱板的尺寸是提高 PowerPAD 封裝散熱性能的極好方法。 不同的導熱板尺寸對熱性能影響很大。 以表格形式提供的產品數據表一般會列出這些尺寸信息。 然而，很難量化定制PCB添加銅的影響。 使用一些在線計算器，用戶可以選擇一個器件，然後更改銅焊盤的大小，以估計其對非 JEDEC PCB 散熱性能的影響。 這些計算工具突出了 PCB 設計對熱性能的影響。 對於四邊封裝，頂部焊盤的面積僅比器件的裸露焊盤的面積小。 在這種情況下，埋層或背層是實現更好冷卻的第一種方法。 對於雙列直插封裝，我們可以使用“狗骨”墊樣式來散熱。

最後，具有較大 PCB 的系統也可用於冷卻。 在螺絲連接到導熱板和地平面進行散熱的情況下，一些用於安裝PCB的螺絲也可以成為系統底座的有效熱路徑。 考慮到導熱效果和成本，螺絲的數量應該是達到收益遞減點的最大值。 與導熱板連接後，金屬PCB加強板具有更大的散熱面積。 對於某些 PCB 被外殼覆蓋的應用，類型受控的焊接修復材料比風冷外殼具有更高的熱性能。 散熱解決方案，例如風扇和散熱器，也是系統散熱的常用方法，但它們通常需要更多空間或需要修改設計以優化散熱效果。

要設計具有更高熱性能的系統，僅選擇好的 IC 器件和封閉式解決方案是不夠的。 IC的散熱性能取決於PCB和散熱系統快速冷卻IC器件的能力。 通過採用上述被動散熱方式，可以大大提高系統的散熱性能。