IC paketlari bunga tayanadi PCB issiqlik tarqalishi uchun. In general, PCB is the main cooling method for high power semiconductor devices. A good PCB heat dissipation design has a great impact, it can make the system run well, but also can bury the hidden danger of thermal accidents. PCB sxemasi, taxta tuzilishi va qurilmaga ehtiyotkorlik bilan ishlov berish o’rta va yuqori quvvatli ilovalar uchun issiqlik tarqalish ko’rsatkichlarini yaxshilashga yordam beradi.

Yarimo’tkazgich ishlab chiqaruvchilari o’z qurilmalarini ishlatadigan tizimlarni boshqarishda qiyinchiliklarga duch kelishadi. Biroq, IC o’rnatilgan tizim qurilmaning umumiy ishlashi uchun juda muhimdir. Maxsus IC qurilmalari uchun tizim konstruktori odatda ishlab chiqaruvchi bilan yaqindan ishlaydi va tizim yuqori quvvatli qurilmalarning issiqlik tarqalishining ko’plab talablariga javob beradi. Bu erta hamkorlik ICning elektr va ishlash standartlariga mos kelishini ta’minlaydi, shu bilan birga mijozning sovutish tizimida to’g’ri ishlashini ta’minlaydi. Many large semiconductor companies sell devices as standard components, and there is no contact between the manufacturer and the end application. Bunday holda, biz faqat IC va tizim uchun passiv issiqlik tarqalish yechimiga erishish uchun ba’zi umumiy ko’rsatmalardan foydalanishimiz mumkin.

PCB uchun issiqlik tarqalishini qanday loyihalash kerak

Yarimo’tkazgichli paketlarning keng tarqalgan turi – yalang’och yostiq yoki PowerPAD ™. In these packages, the chip is mounted on a metal plate called a chip pad. Bunday chipli chip chipni qayta ishlash jarayonida uni qo’llab -quvvatlaydi, shuningdek, qurilma issiqlik tarqalishi uchun yaxshi termal yo’ldir. When the packaged bare pad is welded to the PCB, heat is quickly exited from the package and into the PCB. The heat is then dissipated through the PCB layers into the surrounding air. Yalang’och yostiqli paketlar, odatda, issiqlikning 80 foizini PCBga paketning pastki qismi orqali o’tkazadi. Qolgan 20% issiqlik qurilma simlari va paketning turli tomonlari orqali chiqariladi. Issiqlikning 1% dan kamrog’i paketning yuqori qismidan o’tadi. Ushbu yalang’och yostiqli paketlar uchun, ma’lum bir qurilmaning ishlashini ta’minlash uchun, tenglikni issiqlik tarqalishining yaxshi dizayni muhim ahamiyatga ega.

Termal ish faoliyatini yaxshilaydigan PCB dizaynining birinchi jihati – bu PCB qurilmasining joylashuvi. Iloji boricha, tenglikni yuqori quvvatli komponentlarini bir-biridan ajratish kerak. Yuqori quvvatli komponentlar orasidagi bu jismoniy masofa har bir yuqori quvvatli komponent atrofidagi tenglikni maydonini maksimal darajada oshiradi, bu esa issiqlik o’tkazuvchanligini yaxshilashga yordam beradi. Care should be taken to separate temperature sensitive components from high power components on the PCB. Iloji boricha yuqori quvvatli komponentlar tenglikni burchaklaridan uzoqda joylashgan bo’lishi kerak. PCBning oraliq pozitsiyasi yuqori quvvatli komponentlar atrofidagi taxta maydonini maksimal darajada oshiradi va shu bilan issiqlikni tarqatishga yordam beradi. Ikkita bir xil yarimo’tkazgichli qurilmalar ko’rsatilgan: A va B komponentlari. PCB burchagida joylashgan A komponenti chipning ulanish harorati B komponentidan 5% yuqori, u markazlashgan holda joylashgan. A komponentining burchagidagi issiqlik tarqalishi issiqlik tarqalishi uchun ishlatiladigan komponent atrofidagi kichikroq panel maydoni bilan cheklangan.

Ikkinchi jihat – tenglikni konstruktsiyasining issiqlik ko’rsatkichlariga eng hal qiluvchi ta’sir ko’rsatadigan tenglikni tuzilishi. Umumiy qoida sifatida, PCB mis qancha ko’p bo’lsa, tizim komponentlarining issiqlik ko’rsatkichlari shuncha yuqori bo’ladi. Yarimo’tkazgichli qurilmalar uchun issiqlik tarqalishining ideal holati shundaki, chip suyuq sovutilgan misning katta blokiga o’rnatiladi. Bu ko’pchilik ilovalar uchun amaliy emas, shuning uchun issiqlik tarqalishini yaxshilash uchun biz tenglikni kartasiga boshqa o’zgartirishlar kiritishimiz kerak edi. For most applications today, the total volume of the system is shrinking, adversely affecting heat dissipation performance. Larger PCBS have more surface area that can be used for heat transfer, but also have more flexibility to leave enough space between high-power components.

Iloji bo’lsa, tenglikni mis qatlamlarining sonini va qalinligini maksimal darajada oshiring. Topraklama misining og’irligi odatda katta, bu tenglikni issiqlik tarqalishining eng yaxshi yo’li. The arrangement of the wiring of the layers also increases the total specific gravity of copper used for heat conduction. Biroq, bu kabel odatda elektr izolyatsiyalanadi, bu uning potentsial issiqlik qabul qilgichi sifatida ishlatilishini cheklaydi. Issiqlik o’tkazuvchanligini maksimal darajada oshirish uchun qurilmani topraklama iloji boricha ko’p topraklama qatlamlariga elektr o’tkazgich bilan ulanishi kerak. Yarimo’tkazgichli qurilma ostidagi tenglikni issiqlik o’tkazuvchanlik teshiklari issiqlikning tenglashtirilgan qatlamlarga kirishiga va taxtaning orqa tomoniga o’tishiga yordam beradi.

PCBning yuqori va pastki qatlamlari sovutish ishini yaxshilash uchun “eng yaxshi joylar” dir. Kengroq simlardan foydalanish va yuqori quvvatli qurilmalardan uzoqlashish issiqlik tarqalishining termal yo’lini ta’minlashi mumkin. Issiqlik o’tkazgichlarining maxsus taxtasi – bu tenglikni issiqlik tarqalishining ajoyib usuli. Issiqlik o’tkazuvchi plastinka tenglikni yuqori yoki orqa tomonida joylashgan va qurilmaga to’g’ridan-to’g’ri mis ulanishi yoki termal teshik orqali termal ulanadi. Ichki qadoqlash holatlarida (faqat qadoqning har ikki tomonida simlar bo’lsa ham), issiqlik o’tkazuvchi plastinka “it suyagi” shaklidagi tenglikni yuqori qismiga joylashtirilishi mumkin (o’rtasi paket kabi tor, paketdan uzoqda bo’lgan mis katta maydonga ega, o’rtada kichik va ikkala uchida katta). To’rt qirrali to’plamda (to’rt tomondan simlar bilan) issiqlik o’tkazuvchi plastinka tenglikni orqasida yoki tenglikni ichida bo’lishi kerak.

Issiqlik o’tkazgich plastinkasining hajmini oshirish PowerPAD paketlarining issiqlik ko’rsatkichlarini yaxshilashning ajoyib usuli hisoblanadi. Different size of heat conduction plate has great influence on thermal performance. Jadvaldagi mahsulot ma’lumot varag’i odatda bu o’lchamlarni ko’rsatadi. Ammo qo’shilgan misning shaxsiy PCBSga ta’sirini aniqlash qiyin. With online calculators, users can select a device and change the size of the copper pad to estimate its effect on the thermal performance of a non-JEDEC PCB. Ushbu hisoblash vositalari PCB dizayni issiqlik tarqalish ko’rsatkichlariga qanchalik ta’sir qilishini ko’rsatadi. For four-side packages, where the area of the top pad is just less than the bare pad area of the device, embedding or back layer is the first method to achieve better cooling. Ikki qatorli paketlar uchun biz issiqlikni tarqatish uchun “it suyagi” yostig’i uslubidan foydalanishimiz mumkin.

Nihoyat, kattaroq PCBS tizimlari ham sovutish uchun ishlatilishi mumkin. The screws used to mount the PCB can also provide effective thermal access to the base of the system when connected to the thermal plate and ground layer. Issiqlik o’tkazuvchanligi va narxini hisobga olgan holda, vintlar sonini rentabellikni kamaytiradigan darajada ko’paytirish kerak. Metall PCB qattiqlashtirgichi termal plastinkaga ulanganidan keyin ko’proq sovutish maydoniga ega. PCB korpusida qobiq bo’lgan ba’zi ilovalar uchun, TYPE B lehimli yamoqli material havo sovutilgan qobiqdan yuqori issiqlik ko’rsatkichiga ega. Sovutish echimlari, masalan, fanatlar va qanotlari, tizimni sovutish uchun ham keng qo’llaniladi, lekin ular ko’pincha ko’proq joy talab qiladi yoki sovutishni optimallashtirish uchun dizayn o’zgartirishlarini talab qiladi.

Issiqlik ko’rsatkichlari yuqori bo’lgan tizimni loyihalash uchun yaxshi IC qurilmasini va yopiq echimni tanlash etarli emas. IC sovutish ishlashini rejalashtirish PCB va sovutish tizimining quvvatiga bog’liq bo’lib, IC qurilmalari tez sovishini ta’minlaydi. Yuqorida aytib o’tilgan passiv sovutish usuli tizimning issiqlik tarqalish ko’rsatkichlarini ancha yaxshilashi mumkin.