آئی سی پیکجوں پر انحصار کرتے ہیں۔ پی سی بی گرمی کی کھپت کے لئے. عام طور پر ، پی سی بی ہائی پاور سیمیکمڈکٹر آلات کے لیے کولنگ کا اہم طریقہ ہے۔ ایک اچھا پی سی بی گرمی کی کھپت کا ڈیزائن بہت اچھا اثر رکھتا ہے ، یہ نظام کو اچھی طرح چل سکتا ہے ، بلکہ تھرمل حادثات کے پوشیدہ خطرے کو بھی دفن کر سکتا ہے۔ پی سی بی لے آؤٹ ، بورڈ ڈھانچہ ، اور ڈیوائس ماؤنٹ کو احتیاط سے سنبھالنے سے میڈیم اور ہائی پاور ایپلی کیشنز کے لیے گرمی کی کھپت کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں مدد مل سکتی ہے۔

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچررز کو ان نظاموں کو کنٹرول کرنے میں دشواری ہوتی ہے جو ان کے آلات استعمال کرتے ہیں۔ تاہم ، آئی سی نصب شدہ نظام آلہ کی مجموعی کارکردگی کے لیے اہم ہے۔ اپنی مرضی کے مطابق آئی سی ڈیوائسز کے لیے ، سسٹم ڈیزائنر عام طور پر مینوفیکچرر کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ سسٹم ہائی پاور ڈیوائسز کی گرمی کی کھپت کی بہت سی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔ یہ ابتدائی تعاون اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ آئی سی بجلی اور کارکردگی کے معیارات پر پورا اترتا ہے ، جبکہ کسٹمر کے کولنگ سسٹم کے اندر مناسب آپریشن کو یقینی بناتا ہے۔ بہت سی بڑی سیمی کنڈکٹر کمپنیاں آلات کو معیاری اجزاء کے طور پر فروخت کرتی ہیں ، اور کارخانہ دار اور اختتامی ایپلی کیشن کے درمیان کوئی رابطہ نہیں ہے۔ اس صورت میں ، ہم صرف کچھ عمومی ہدایات استعمال کر سکتے ہیں تاکہ آئی سی اور سسٹم کے لیے گرمی کی کھپت کا ایک اچھا غیر فعال حل حاصل کیا جا سکے۔

عام سیمی کنڈکٹر پیکیج کی قسم ننگی پیڈ یا PowerPADTM پیکیج ہے۔ ان پیکجوں میں ، چپ کو دھاتی پلیٹ پر لگایا جاتا ہے جسے چپ پیڈ کہتے ہیں۔ اس قسم کا چپ پیڈ چپ پروسیسنگ کے عمل میں چپ کی حمایت کرتا ہے ، اور آلہ گرمی کی کھپت کے لیے ایک اچھا تھرمل راستہ بھی ہے۔ جب پیکڈ ننگے پیڈ کو پی سی بی میں ویلڈ کیا جاتا ہے تو ، گرمی پیکیج سے اور پی سی بی میں جلدی سے نکل جاتی ہے۔ اس کے بعد گرمی پی سی بی تہوں کے ذریعے آس پاس کی ہوا میں پھیل جاتی ہے۔ ننگے پیڈ پیکیج عام طور پر پیکیج کے نیچے سے 80 فیصد گرمی پی سی بی میں منتقل کرتے ہیں۔ باقی 20 the گرمی آلہ کی تاروں اور پیکیج کے مختلف اطراف سے خارج ہوتی ہے۔ 1 than سے کم گرمی پیکیج کے اوپر سے نکل جاتی ہے۔ ان ننگے پیڈ پیکجوں کی صورت میں ، آلہ کی بعض کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے اچھا پی سی بی گرمی کی کھپت ڈیزائن ضروری ہے۔

پی سی بی ڈیزائن کا پہلا پہلو جو تھرمل کارکردگی کو بہتر بناتا ہے وہ پی سی بی ڈیوائس لے آؤٹ ہے۔ جب بھی ممکن ہو ، پی سی بی پر ہائی پاور اجزاء کو ایک دوسرے سے الگ کیا جانا چاہیے۔ ہائی پاور اجزاء کے درمیان یہ جسمانی فاصلہ ہر ہائی پاور جزو کے ارد گرد پی سی بی کے علاقے کو زیادہ سے زیادہ کرتا ہے ، جو بہتر حرارت کی منتقلی کے حصول میں مدد کرتا ہے۔ پی سی بی پر ہائی پاور اجزاء سے درجہ حرارت حساس اجزاء کو الگ کرنے کا خیال رکھنا چاہیے۔ جہاں بھی ممکن ہو ، ہائی پاور اجزاء پی سی بی کے کونے کونے سے دور ہونا چاہیے۔ زیادہ انٹرمیڈیٹ پی سی بی پوزیشن ہائی پاور اجزاء کے ارد گرد بورڈ کے علاقے کو زیادہ سے زیادہ کرتی ہے ، اس طرح گرمی کو ختم کرنے میں مدد ملتی ہے۔ چترا 2 ایک جیسے سیمیکمڈکٹر آلات دکھاتا ہے: اجزاء A اور B۔ پی سی بی کے کونے میں واقع جزو اے ، ایک چپ جنکشن درجہ حرارت جزو بی سے 5 فیصد زیادہ ہے ، جو زیادہ مرکزی طور پر واقع ہے۔ جزو A کے کونے پر گرمی کی کھپت گرمی کی کھپت کے لئے استعمال ہونے والے جزو کے ارد گرد چھوٹے پینل ایریا تک محدود ہے۔

دوسرا پہلو پی سی بی کا ڈھانچہ ہے ، جو پی سی بی ڈیزائن کی تھرمل کارکردگی پر سب سے زیادہ فیصلہ کن اثر و رسوخ رکھتا ہے۔ عام اصول کے طور پر ، پی سی بی کے پاس جتنا زیادہ تانبا ہوتا ہے ، نظام کے اجزاء کی تھرمل کارکردگی اتنی ہی زیادہ ہوتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کے لیے گرمی کی کھپت کی مثالی صورتحال یہ ہے کہ چپ مائع ٹھنڈا تانبے کے ایک بڑے بلاک پر نصب ہے۔ یہ زیادہ تر ایپلی کیشنز کے لیے عملی نہیں ہے ، لہذا ہمیں گرمی کی کھپت کو بہتر بنانے کے لیے پی سی بی میں دیگر تبدیلیاں کرنا پڑیں۔ آج کل زیادہ تر ایپلی کیشنز کے لیے ، سسٹم کا کل حجم سکڑ رہا ہے ، جو گرمی کی کھپت کی کارکردگی کو منفی طور پر متاثر کر رہا ہے۔ بڑے پی سی بی ایس میں زیادہ سطح کا رقبہ ہوتا ہے جو گرمی کی منتقلی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے ، لیکن اس میں زیادہ طاقت کے اجزاء کے درمیان کافی جگہ چھوڑنے کے لیے زیادہ لچک بھی ہوتی ہے۔

جب بھی ممکن ہو ، پی سی بی تانبے کی تہوں کی تعداد اور موٹائی کو زیادہ سے زیادہ کریں۔ گراؤنڈنگ تانبے کا وزن عام طور پر بڑا ہوتا ہے ، جو پورے پی سی بی کی گرمی کی کھپت کے لیے ایک بہترین تھرمل راستہ ہے۔ تہوں کی وائرنگ کا انتظام گرمی کی ترسیل کے لیے استعمال ہونے والے تانبے کی کل مخصوص کشش ثقل میں بھی اضافہ کرتا ہے۔ تاہم ، یہ وائرنگ عام طور پر الیکٹرک طور پر موصل ہوتی ہے ، جو ممکنہ ہیٹ سنک کے طور پر اس کے استعمال کو محدود کرتی ہے۔ ڈیوائس گراؤنڈنگ کو ہر ممکن حد تک برقی طور پر وائرڈ کیا جانا چاہئے تاکہ زیادہ سے زیادہ گراؤنڈنگ تہوں کو گرمی کی ترسیل کو زیادہ سے زیادہ کرنے میں مدد ملے۔ پی سی بی میں سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کے نیچے گرمی کی کھپت کے سوراخ گرمی کو پی سی بی کی سرایت شدہ تہوں میں داخل ہونے اور بورڈ کے پچھلے حصے میں منتقل کرنے میں مدد کرتے ہیں۔

پی سی بی کی اوپر اور نیچے کی تہیں کولنگ کی بہتر کارکردگی کے لیے “پرائم لوکیشنز” ہیں۔ وسیع تر تاروں کا استعمال اور ہائی پاور ڈیوائسز سے دور راستہ گرمی کی کھپت کے لیے تھرمل راستہ فراہم کر سکتا ہے۔ خصوصی گرمی ترسیل بورڈ پی سی بی گرمی کی کھپت کے لیے ایک بہترین طریقہ ہے۔ تھرمل کوندکٹیو پلیٹ پی سی بی کے اوپر یا پیچھے واقع ہے اور تھرمل طور پر ڈیوائس سے براہ راست تانبے کے کنکشن یا تھرمل تھرو ہول کے ذریعے منسلک ہے۔ ان لائن پیکیجنگ کے معاملے میں (صرف پیکیج کے دونوں اطراف لیڈز کے ساتھ) ، ہیٹ کنڈکشن پلیٹ پی سی بی کے اوپری حصے پر واقع ہوسکتی ہے ، جس کی شکل “کتے کی ہڈی” کی ہوتی ہے (بیچ پیکج کی طرح تنگ ہوتا ہے ، پیکیج سے دور تانبے کا ایک بڑا علاقہ ہے ، درمیان میں چھوٹا اور دونوں سروں پر بڑا)۔ فور سائیڈ پیکیج کی صورت میں (چاروں اطراف لیڈز کے ساتھ) ، ہیٹ کنڈکشن پلیٹ پی سی بی کے پیچھے یا پی سی بی کے اندر واقع ہونی چاہیے۔

ہیٹ کنڈکشن پلیٹ کے سائز میں اضافہ پاور پیڈ پیکجوں کی تھرمل کارکردگی کو بہتر بنانے کا ایک بہترین طریقہ ہے۔ گرمی کی ترسیل پلیٹ کے مختلف سائز تھرمل کارکردگی پر بہت اثر انداز ہوتے ہیں۔ ایک ٹیبلر پروڈکٹ ڈیٹا شیٹ عام طور پر ان جہتوں کی فہرست دیتی ہے۔ لیکن اپنی مرضی کے مطابق پی سی بی ایس پر شامل تانبے کے اثرات کو درست کرنا مشکل ہے۔ آن لائن کیلکولیٹر کے ساتھ ، صارفین ایک ڈیوائس کو منتخب کر سکتے ہیں اور تانبے کے پیڈ کا سائز تبدیل کر سکتے ہیں تاکہ غیر JEDEC PCB کی تھرمل کارکردگی پر اس کے اثرات کا اندازہ لگایا جا سکے۔ یہ حساب کتاب کے اوزار اس بات کو اجاگر کرتے ہیں کہ پی سی بی ڈیزائن گرمی کی کھپت کی کارکردگی کو کس حد تک متاثر کرتا ہے۔ فور سائیڈ پیکجوں کے لیے ، جہاں ٹاپ پیڈ کا رقبہ ڈیوائس کے ننگے پیڈ کے علاقے سے صرف کم ہے ، بہتر کولنگ حاصل کرنے کے لیے ایمبیڈنگ یا بیک لیئر پہلا طریقہ ہے۔ دوہری ان لائن پیکجوں کے لیے ، ہم گرمی کو ختم کرنے کے لیے “ڈاگ بون” پیڈ سٹائل استعمال کر سکتے ہیں۔

آخر میں ، بڑے پی سی بی ایس والے نظاموں کو کولنگ کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پی سی بی کو ماؤنٹ کرنے کے لیے استعمال کیے جانے والے پیچ تھرمل پلیٹ اور گراؤنڈ لیئر سے منسلک ہونے پر سسٹم کے بیس تک مؤثر تھرمل رسائی بھی فراہم کر سکتے ہیں۔ تھرمل چالکتا اور لاگت پر غور کرتے ہوئے ، سکرو کی تعداد کم سے کم منافع کے نقطہ پر زیادہ سے زیادہ ہونی چاہیے۔ تھرمل پلیٹ سے منسلک ہونے کے بعد میٹل پی سی بی اسٹفنر میں زیادہ کولنگ ایریا ہوتا ہے۔ کچھ ایپلی کیشنز کے لیے جہاں پی سی بی ہاؤسنگ میں شیل ہے ، TYPE B سولڈر پیچ میٹریل ایئر کولڈ شیل سے زیادہ تھرمل پرفارمنس رکھتا ہے۔ کولنگ کے حل ، جیسے پنکھے اور پنکھ ، عام طور پر سسٹم کولنگ کے لیے استعمال ہوتے ہیں ، لیکن انہیں اکثر زیادہ جگہ درکار ہوتی ہے یا کولنگ کو بہتر بنانے کے لیے ڈیزائن میں ترمیم کی ضرورت ہوتی ہے۔

اعلی تھرمل پرفارمنس والے نظام کو ڈیزائن کرنے کے لیے ، یہ اچھا نہیں ہے کہ ایک اچھا آئی سی ڈیوائس اور بند حل کا انتخاب کیا جائے۔ آئی سی کولنگ پرفارمنس شیڈولنگ کا انحصار پی سی بی اور کولنگ سسٹم کی صلاحیت پر ہے تاکہ آئی سی ڈیوائسز کو جلدی ٹھنڈا کیا جا سکے۔ مذکورہ غیر فعال کولنگ کا طریقہ نظام کی گرمی کی کھپت کی کارکردگی کو بہت بہتر بنا سکتا ہے۔