PCB技術 - PCB上のマイクロプロセッサ設計の挑戦

より速くてより速い速度のための消費者の要求がさらに強化されるので, の熱放散問題を解決するための困難な課題がある プリント回路基板 (PCBs) with increasing density. 積層マイクロプロセッサと論理セルはGHz動作周波数範囲に達する, コスト効率の高い熱管理は設計分野の技術者の最優先課題となった, 包装, 材料は緊急に解決する必要がある.

高機能密度を得るために3次元icを製造することは現在の傾向となり，熱管理の難しさをさらに増大させる。シミュレーション結果は，10°c°cの増加は3 d icチップの熱密度を2倍にし，1／3以上の性能を低下させることを示した。

国際半導体技術青写真（ITRS）の予測は、次の3年間で、マイクロプロセッサのハード・クール領域の相互接続トレースがチップ電力の最大80 %を消費することを示している。熱設計パワー（tdp）はマイクロプロセッサの放熱能力を評価する指標である。プロセッサがその最大負荷と対応するケース温度に達するとき、それは解放される熱を定めます。

何百ものコンピュータサーバによる大きなデータセンターは、特に熱散逸問題に弱いです。一部の見積もりによると、サーバーの冷却ファン（それは電気の最高15 %を消費するかもしれません）は、実際にサーバーとそれ自体のかなりの熱源になりました。また、データセンタの冷却コストは、データセンターの消費電力の約40〜50 %を占めている。これらすべての事実は、ローカルおよびリモート温度検出とファンコントロールのためのより高い要件を提示した。

それが来るとき、熱管理挑戦はより困難になります インストール マルチコアプロセッサを含む. Although each processor core in the processor array may consume less power (and therefore dissipate less heat) than a single-core processor, 大規模なコンピュータサーバへのネットの影響は、データセンターのコンピューターシステムにより多くの放熱を加えるということです. 要するに, PCBの指定された領域でより多くのプロセッサ・コアを走らせる.

もう一つのとげのあるIC熱管理問題は、チップ・パッケージングに現れるホットスポットを含みます。熱流束は1000 W／cm 2ほど高く，これは追跡が困難な状態である。

PCBは熱管理に重要な役割を果たす, ので、熱設計レイアウトが必要です. 設計技術者は高出力部品をできるだけ遠く離れた状態に保つべきである. 加えて, これらの高出力部品は、100 mmの角から遠く離れているべきです 可能な限りPCB, これは、電力コンポーネントの周りのPCB領域を最大化し、放熱を加速するのに役立ちます.

PCBに露出したパワーパッドをはんだ付けすることは、一般的な実施である。一般的に言えば、露出したパッド型パワーパッドは、ICパッケージの底部を通ってPCB内に発生する熱の約80 %を伝導することができる。残りの熱は、パッケージの側面およびリード線から放散される。