יק פּאַקאַדזשאַז פאַרלאָזנ זיך פּקב פֿאַר היץ דיסיפּיישאַן. 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. אָפּגעהיט האַנדלינג מיט פּקב אויסלייג, ברעט סטרוקטור און מיטל אָנקלאַפּן קענען העלפֿן פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פון היץ דיסיפּיישאַן פֿאַר מיטל-און הויך-מאַכט אַפּלאַקיישאַנז.

סעמיקאַנדאַקטער מאַניאַפאַקטשערערז האָבן שוועריקייט צו קאָנטראָלירן סיסטעמען וואָס נוצן זייער דעוויסעס. אָבער, אַ סיסטעם מיט אַן IC אינסטאַלירן איז קריטיש פֿאַר די קוילעלדיק פאָרשטעלונג פון די מיטל. פֿאַר מנהג יק דעוויסעס, דער סיסטעם דיזיינער טיפּיקלי אַרבעט ענג מיט דער פאַבריקאַנט צו ענשור אַז די סיסטעם טרעפן די פילע היץ דיסיפּיישאַן רעקווירעמענץ פון הויך-מאַכט דעוויסעס. דער פרי מיטאַרבעט ינשורז אַז די יק מיץ עלעקטריקאַל און פאָרשטעלונג סטאַנדאַרדס, און ינשורז געהעריק אָפּעראַציע אין די קאָאָלינג סיסטעם פון די קונה. Many large semiconductor companies sell devices as standard components, and there is no contact between the manufacturer and the end application. אין דעם פאַל, מיר קענען בלויז נוצן עטלעכע גענעראַל גיידליינז צו דערגרייכן אַ בעסער פּאַסיוו היץ דיסיפּיישאַן לייזונג פֿאַר יק און סיסטעם.

ווי צו פּלאַן היץ דיסיפּיישאַן פֿאַר פּקב

דער פּראָסט סעמיקאַנדאַקטער פּעקל טיפּ איז נאַקעט בלאָק אָדער פּאָווערפּאַד ™ פּעקל. In these packages, the chip is mounted on a metal plate called a chip pad. דער טיפּ פון שפּאָן בלאָק שטיצט שפּאָן פּראַסעסינג און איז אויך אַ גוט טערמאַל דרך פֿאַר היץ דיסיפּיישאַן פון די מיטל. 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. נאַקעט בלאָק פּאַקאַדזשאַז טיפּיקלי אַריבערפירן וועגן 80% פון די היץ אין די פּקב דורך די דנאָ פון די פּעקל. די רוען 20% פון די היץ איז ימיטיד דורך די מיטל ווירעס און פאַרשידן זייטן פון דעם פּעקל. ווייניקער ווי 1% פון די היץ יסקייפּס דורך די שפּיץ פון די פּעקל. אין דעם פאַל פון די נאַקעט-בלאָק פּאַקאַדזשאַז, גוט PCB היץ דיסיפּיישאַן פּלאַן איז יקערדיק צו ענשור זיכער פאָרשטעלונג פון די מיטל.

דער ערשטער אַספּעקט פון פּקב פּלאַן וואָס ימפּרוווז טערמאַל פאָרשטעלונג איז די אויסלייג פון די פּקב מיטל. ווען מעגלעך, די הויך-מאַכט קאַמפּאָונאַנץ אויף די פּקב זאָל זיין אפגעשיידט פון יעדער אנדערער. די גשמיות ספּייסינג צווישן הויך-מאַכט קאַמפּאָונאַנץ מאַקסאַמייז די פּקב שטח אַרום יעדער קאָמפּאָנענט מיט הויך מאַכט, וואָס העלפּס צו דערגרייכן בעסער היץ אַריבערפירן. עס איז וויכטיק צו צעטיילן טעמפּעראַטור -שפּירעוודיק קאַמפּאָונאַנץ פון הויך -מאַכט קאַמפּאָונאַנץ אויף די פּקב. וואו מעגלעך, הויך-מאַכט קאַמפּאָונאַנץ זאָל זיין ליגן אַוועק פון די עקן פון די פּקב. A more intermediate PCB position maximizes the board area around the high-power components, thereby helping to dissipate heat. צוויי יידעניקאַל סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס זענען געוויזן: קאַמפּאָונאַנץ A און B. קאָמפּאָנענט א, ליגן אין די ווינקל פון די פּקב, האט אַ שפּאָן קנופּ טעמפּעראַטור 5% העכער ווי קאָמפּאָנענט ב, וואָס איז פּאַזישאַנד מער סענטראַלי. די היץ דיסיפּיישאַן אין די ווינקל פון קאָמפּאָנענט א איז לימיטעד דורך די סמאָלער טאַפליע שטח אַרום די קאָמפּאָנענט געניצט פֿאַר היץ דיסיפּיישאַן.

די רגע אַספּעקט איז די סטרוקטור פון פּקב, וואָס האט די מערסט באַשטימענדיק השפּעה אויף די טערמאַל פאָרשטעלונג פון פּקב פּלאַן. ווי אַ גענעראַל הערשן, די מער קופּער די פּקב האט, די העכער די טערמאַל פאָרשטעלונג פון די סיסטעם קאַמפּאָונאַנץ. די ידעאַל סיטואַציע פֿאַר היץ דיסיפּיישאַן פֿאַר סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס איז אַז דער שפּאָן איז מאָונטעד אויף אַ גרויס בלאָק פון פליסיק-קולד קופּער. This is not practical for most applications, so we had to make other changes to the PCB to improve heat dissipation. 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.

מאַקסאַמייז די נומער און גרעב פון פּקב קופּער לייַערס ווען מעגלעך. די וואָג פון גראַונדינג קופּער איז בכלל גרויס, וואָס איז אַ ויסגעצייכנט טערמאַל דרך פֿאַר די גאנצע פּקב היץ דיסיפּיישאַן. The arrangement of the wiring of the layers also increases the total specific gravity of copper used for heat conduction. אָבער, די וויירינג איז יוזשאַוואַלי ילעקטריקאַללי ינסאַלייטיד, לימיטינג די נוצן ווי אַ פּאָטענציעל היץ זינקען. די גראַונדינג מיטל זאָל זיין ווירעלי ווי ילעקטריקלי ווי מעגלעך צו ווי פילע גראַונדינג לייַערס ווי מעגלעך צו מאַקסאַמייז היץ קאַנדאַקשאַן. היץ דיסיפּיישאַן האָלעס אין די פּקב אונטער די סעמיקאַנדאַקטער מיטל הילף היץ אַרייַן די עמבעדיד לייַערס פון די פּקב און אַריבערפירן צו די צוריק פון די ברעט.

די שפּיץ און דנאָ לייַערס פון אַ פּקב זענען “הויפּט לאָוקיישאַנז” פֿאַר ימפּרוווד קאָאָלינג פאָרשטעלונג. ניצן ברייט ווירעס און רוטינג אַוועק פון הויך-מאַכט דעוויסעס קענען צושטעלן אַ טערמאַל דרך פֿאַר היץ דיסיפּיישאַן. ספּעציעלע היץ קאַנדאַקשאַן ברעט איז אַ ויסגעצייכנט מעטאָד פֿאַר פּקב היץ דיסיפּיישאַן. די טערמאַל קאַנדאַקטיוו טעלער איז ליגן אויף די שפּיץ אָדער צוריק פון די פּקב און איז טערמאַללי פארבונדן צו די מיטל דורך אַ דירעקט קופּער פֿאַרבינדונג אָדער אַ טערמאַל דורך-לאָך. אין פאַל פון ינלינע פּאַקקאַגינג (בלויז מיט לידז אויף ביידע זייטן פון דעם פּעקל), די היץ קאַנדאַקשאַן טעלער קענען זיין ליגן אויף די שפּיץ פון די פּקב, שייפּט ווי אַ “הונט ביין” (די מיטל איז ווי שמאָל ווי די פּעקל, די קופּער אַוועק פון דער פּעקל האט אַ גרויס שטח, קליין אין די מיטל און גרויס ביי ביידע ענדס). אין דעם פיר-זייַט פּעקל (מיט לידז אויף אַלע פיר זייטן), די היץ קאַנדאַקשאַן טעלער מוזן זיין ליגן אויף די צוריק פון די פּקב אָדער ין די פּקב.

ינקריסינג די גרייס פון די היץ קאַנדאַקשאַן טעלער איז אַ ויסגעצייכנט וועג צו פֿאַרבעסערן די טערמאַל פאָרשטעלונג פון פּאָווערפּאַד פּאַקידזשיז. Different size of heat conduction plate has great influence on thermal performance. א בלאַט פּראָדוקט בלאַט איז יוזשאַוואַלי ליסטעד די דימענשאַנז. אָבער קוואַנטיפיינג די פּראַל פון צוגעגעבן קופּער אויף מנהג פּקבס איז שווער. 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. די כעזשבן מכשירים הויכפּונקט די מאָס אין וואָס די פּקב פּלאַן ינפלואַנסיז די היץ דיסיפּיישאַן פאָרשטעלונג. 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. פֿאַר צווייענדיק אין-שורה פּאַקידזשיז, מיר קענען נוצן די “הונט ביין” בלאָק נוסח צו דיסאַפּייט היץ.

צום סוף, סיסטעמען מיט גרעסערע פּקבס קענען אויך זיין געניצט פֿאַר קאָאָלינג. 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. קאָנסידערינג טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי און קאָסטן, די נומער פון סקרוז זאָל זיין מאַקסאַמייזד צו אַ מינימום פון קערטאַנז. די מעטאַל פּקב סטיפאַנער האט אַ מער קאָאָלינג געגנט נאָך זיין פארבונדן צו די טערמאַל טעלער. פֿאַר עטלעכע אַפּלאַקיישאַנז ווו די פּקב האָוסינג האט אַ שאָל, די טיפּ ב סאַדער לאַטע מאַטעריאַל האט אַ העכער טערמאַל פאָרשטעלונג ווי די לופט קולד שאָל. קאָאָלינג סאַלושאַנז, אַזאַ ווי פאַנס און פינס, זענען אויך אָפט געניצט פֿאַר סיסטעם קאָאָלינג, אָבער זיי אָפט דאַרפן מער פּלאַץ אָדער דאַרפן פּלאַן מאַדאַפאַקיישאַנז צו אַפּטאַמייז קאָאָלינג.

צו פּלאַן אַ סיסטעם מיט הויך טערמאַל פאָרשטעלונג, עס איז נישט גענוג צו קלייַבן אַ גוט יק מיטל און פֿאַרמאַכט לייזונג. סקעדזשולינג פֿאַר יק קאָאָלינג פאָרשטעלונג דעפּענדס אויף די פּקב און די קאַפּאַציטעט פון די קאָאָלינג סיסטעם צו לאָזן יק דעוויסעס געשווינד קיל געשווינד. די פּאַסיוו קאָאָלינג אופֿן דערמאנט אויבן קענען זייער פֿאַרבעסערן די היץ דיסיפּיישאַן פאָרשטעלונג פון די סיסטעם.