精密PCB製造、高周波PCB、高速PCB、標準PCB、多層PCB、およびPCBアセンブリ。
表面実装ICパッケージに依存 プリント回路基板 放熱用. 一般に, PCBは高出力半導体デバイスの一次冷却方法である. 良いPCB熱設計は、大きな影響を及ぼします, これは、システムの実行を維持することができます, そして、それはまた、熱事故の隠された危険を埋めることができます. PCBレイアウトの注意深い取り扱い, ボード構造, そして、デバイス配置は中～高出力アプリケーションの熱性能を向上させる.
半導体製造会社は、その装置を使用するシステムを制御するのが困難である. しかし, ICを搭載するシステムは、装置全体の性能に重要である. カスタムICデバイス, システム設計者は、しばしば、システムが高電力デバイスの多くの熱要件を満たすように製造者と密接に機能する. この初期の協同は、顧客の冷却システムの範囲内で適切な操作を維持している間、ICが電気的でパフォーマンス標準に会うのを確実にします. 多くの大型半導体企業が標準部品として販売している, メーカーとエンドアプリケーションの間に連絡がない. この場合は, 我々は、ICとシステムのためにより良い受動冷却解決を達成するのを助けるいくつかの一般的なガイドラインを使用することができます.
一般的な半導体パッケージタイプは、露出パッドまたはPowerPadTMスタイルパッケージです. これらのパッケージ, チップはダイパッドと呼ばれる金属に取り付けられる. このチップパッドはチップ処理中にチップを支持し、また、デバイスの放熱のための良好な熱経路でもある. パッケージの露出したパッドがPCBにはんだ付けされると, 熱はパッケージからPCBへと急速に消散する. その後, 熱は、様々なPCB層を通って周囲の空気中に放散される. 露出したパッドパッケージは、典型的には、パッケージ100の底部を通ってPCBに入る熱の約80 %を行う. 残りの20 %は、パッケージのデバイスワイヤおよび全ての側面を通して放散される. 熱の1 %未満は、パッケージの上部を散逸される. これらの露出パッドパッケージ, 良いPCB熱設計は、特定の装置性能を確実にするために重要です.
一つの面 PCB設計 熱性能を向上させることはPCBデバイスレイアウトである. 可能な限り, PCB上の高出力部品は互いに分離されなければならない. 高出力コンポーネント間のこの物理的分離は、より高い熱伝達を達成するのを助けるために各々の高出力コンポーネント周辺のPCB領域を考慮に入れる. PCB上の高消費電力成分から温度感受性成分を分離するために注意すべきである. 可能な限り, 高出力部品はPCBの角から離れて取り付けるべきである. より多くの中央PCB位置は、熱を逃がすのを助けるためにパワーハングリー部品のまわりのボード領域を最小化することを可能にする.
第2の態様は、PCBの構造である, の熱的性能に決定的な影響を及ぼすアスペクト PCB設計. 一般的なルールは、PCBがより多くの銅を持っていることです, システム部品の熱性能の向上. 半導体デバイスの理想的な放熱状況は、ダイが液体冷却銅の大きな部分に取り付けられるときである. ほとんどのアプリケーション, この配置方法は実用的ではない, したがって、我々は熱性能を改善するためにPCBにいくつかの他の変更を加えることができます. 今日のほとんどのアプリケーション, システム全体のサイズが縮小している, 熱性能に悪影響を及ぼす. PCBが大きい, 熱伝導率が高い領域, 高出力部品間の十分なスペースを残すためのより大きな柔軟性.
可能な限り, PCB銅接地面の数と厚さの最適化. 接地面銅は一般に重量が重い, そして、それはPCB全体の放熱のための優れた熱経路である. 各層の配線を配置することによって、熱伝導に使用される銅の全体的な割合も増加する. しかし, このルーティングは、通常、電気的および熱的隔離において行われる, 潜在的ヒートシンクとしての役割の制限. デバイス接地面は、熱伝導を助けるために可能な限り多くの接地面として電気的にルーティングされるべきである. 半導体デバイスの下のPCBの上のサーマルビアは、PCBの埋込み層に入って、板の裏に導通するのを助ける.
PCBの上下層は熱性能を向上させるための「ゴールデングラウンド」である. より広いワイヤーを使う, 大電力装置から離れた, 熱放散のための熱経路を提供できる. 専用の熱パッドは、PCBから熱を放散する優れた方法である. 熱パッドは、典型的には、PCBの頂部または背面に配置され、直接の銅接続又は熱ビアを介してデバイスに熱的に接続される. In the case of inline packages (packages with leads on both sides only), この熱パッドはPCBの上部に位置することができる, shaped like a "dog bone" (the middle is as narrow as the package, そして、パッケージから離れた接続銅領域はより大きい. ラージ, small in the middle and large at both ends). In the case of a four-sided package (with leads on all four sides), 熱パッドはPCBの裏面かPCBになければならない.
熱パッドサイズを増やすことは、PowerPadスタイルパッケージの熱性能を改善する優れた方法です. 異なる熱伝導性プレートサイズは熱性能に劇的な影響を及ぼす. 表形式で提供される製品データシートは、典型的にこれらの寸法をリストする. しかし, カスタムPCBの添加銅の影響を定量化することは困難である. いくつかのオンライン電卓を使用する, ユーザーは、デバイスを選択して、それから非JEDEC PCB. これらの計算ツールは PCB設計 熱性能に影響する. 両面パッケージ用, 一番上のパッド領域は、デバイスの露出したパッド領域よりわずかに小さい, その場合、埋込みまたは裏側層は、より良い冷却を達成する最初の方法である. デュアルインラインパッケージ用, 我々は、熱を放散するために“犬の骨”パッドパターンを使用することができます. PCBをマウントするために使用されるネジのいくつかは、ネジが熱パッドおよびグランドプレーンに熱的に接続されているシステムのベースへの効果的な熱経路であってもよい. ねじの数は、減少するリターンのポイントに達する値でなければなりません, 熱伝導率とコストを考える. 金属PCBスチフナは、熱伝導板に取り付けられた後、より多くの冷却領域を有する. PCBが囲いで覆われる若干のアプリケーションのために, プロファイリングされたはんだフィレットは空冷筐体より高い熱性能を有する. ファンやヒートシンクなどの冷却液はシステム冷却の一般的な方法でもある, しかし、彼らはしばしばより多くのスペースを必要とするか、冷却を最適化するために設計変更を必要とします. 高い熱性能をもつシステムを設計する, 良いICデバイスと閉じた解決策を選ぶのは十分ではない. ICの熱性能スケジューリングは依存する PCBボード そして、すぐにIC装置を冷却する冷却システムの能力. 上記パッシブクーリング方式, システムの放熱性能を大幅に改善することができる.
