Новости PCB - как конструировать тепловую систему PCB

сборка IC зависит от PCB. In general, PCB board is the main cooling method for high power semiconductor devices. хороший дизайн теплоотвода PCB имеет большое значение, Это позволяет системе работать хорошо, but also can bury the hidden danger of thermal accidents. Осторожно обрабатывать PCB - схему, структура правления, установка оборудования помогает повысить теплоотдачу применения на средней и высокой мощности.

Производители полупроводников испытывают трудности с управлением системами, использующими их оборудование. Однако установка системы IC имеет решающее значение для общей производительности оборудования. Что касается оборудования IC, то системные конструкторы обычно тесно сотрудничают с изготовителями для обеспечения того, чтобы система отвечала многим требованиям к теплоотдаче, предъявляемым к оборудованию большой мощности. Такое сотрудничество на раннем этапе обеспечивает соответствие IC электрическим и эксплуатационным стандартам, а также нормальное функционирование системы охлаждения клиентов. многие крупные полупроводниковые компании продают оборудование в качестве стандартных компонентов и не имеют связи между изготовителем и конечным приложением. в этом случае мы можем использовать лишь общие руководящие принципы, которые помогут нам добиться более эффективного решения проблемы пассивного охлаждения IC и систем.

как конструировать тепловую систему PCB

типичные типы полупроводниковых пломб - это плоские сварные диски или пакеты PowerPADTM. В этих упаковках чипы установлены на металлической пластине под названием "матрац Чипа". этот кристалл подушка поддерживает чип в процессе обработки чипа, также является хорошим каналом теплоотвода оборудования. теплота быстро удаляется из пломбы и попадает в PCB, когда она вваривается в открытый спай. затем тепло распространилось через слой PCB в окружающем воздухе. упаковка без покрытия обычно переносит около 80% тепла в PCB через нижнюю часть упаковки. Остальные 20% тепла распределяются по проводам устройства и по всем сторонам упаковки. менее 1% тепла уходит через верх упаковки. для герметизации этих свободных электродов важное значение для обеспечения характеристик некоторых установок имеет хорошее проектирование теплоотвода PCB.

одним из аспектов конструкции PCB, который может повысить тепловую производительность, является компоновка оборудования PCB. по мере возможности, большие энергоблоки на PCB должны быть отделены друг от друга. Такое физическое разделение между мощными сборками позволяет локализовать область PCB вокруг каждого крупногабаритного узла, что способствует повышению теплопередачи. следует позаботиться о том, чтобы чувствительные к температуре элементы были отделены от мощных элементов на PCB. там, где это возможно, большие энергоблоки должны быть удалены от угла PCB. более промежуточное положение PCB позволяет создавать большую площадь платы вокруг мощных сборок, чтобы способствовать теплоотдаче. На рисунке 2 показаны два одинаковых полупроводниковых прибора: компоненты A и компонент B. компонент A находится в углу PCB, где переход на чип на 5% выше, чем модуль B, и блок B расположен в более центре. теплоотдача в углу узла а а а ограничивается площадью небольшой панели вокруг узла, используемого для охлаждения.

Вторым аспектом является структура PCB, которая оказывает решающее воздействие на тепловые характеристики, разработанные PCB. как правило, чем больше меди в PCB, тем выше тепловые свойства компонентов системы. в полупроводниковом приборе идеальным методом охлаждения является установка чипов на крупном куске жидкой холодной меди. Это нереально для большинства приложений, поэтому нам пришлось внести другие изменения в PCB, чтобы улучшить тепловыделение. для большинства современных приложений общий объем системы сокращается, что негативно сказывается на производительности теплоносителя. более крупные PCB имеют большую площадь поверхности, которая может использоваться для теплопередачи, но при этом обладают большей гибкостью, позволяющей обеспечивать достаточное пространство между компонентами высокой мощности.

по мере возможности количество и толщина медного покрытия PCB должны изменяться. масса заземленной меди, как правило, очень высока, что является хорошим теплопроводным каналом для всей теплоотдачи PCB. расположение проводов в разных слоях также увеличивает общий удельный вес меди, используемой для теплопроводности. Однако эта проводка обычно является электрической изоляцией, ограничивающей ее использование в качестве потенциального радиатора. подключение оборудования должно быть, насколько это возможно, электрическим соединением с максимально возможным количеством соединительных слой, чтобы содействовать теплопроводности. теплоотвод на PCB под полупроводниковыми приборами помогает теплоотдаче попадать в слой встроенного PCB и перемещаться на обратной стороне платы.

верхние и нижние слои PCB являются "оптимальным местом" для улучшения теплоотдачи. использование более широких линий электропередач и проводов, удаленных от оборудования большой мощности, может быть использовано для отопления каналов для отвода тепла. специальный теплопроводник - хороший способ охлаждения PCB. теплопроводная плита находится в верхней или задней частях PCB, и

горячая связь с оборудованием через прямое медное соединение или горячее отверстие. In the case of inline packaging (only with leads on both sides of the package), теплопроводная плита может находиться в верхней части PCB, shaped like a "dog bone" (the middle is as narrow as the package, the copper away from the package has a large area, small in the middle and large at both ends). In the case of four-side package (with leads on all four sides), the heat conduction plate must be located on the back of the PCB or inside the PCB.

увеличение размеров теплопроводных щитов является хорошим способом улучшения тепловых свойств упаковки PowerPAD. теплопроводные плиты разных размеров сильно влияют на тепловые свойства. Эти размеры обычно указываются в табличной таблице данных о продуктах. Но количественное определение эффекта добавления меди на заказ PCB затруднено. с помощью онлайнового калькулятора пользователь может выбрать устройство и изменить размер медной подушки, чтобы оценить его воздействие на тепловые свойства не JEDEC PCB. Эти вычислительные инструменты подчеркивают степень влияния конструкции PCB на производительность теплоносителя. для четырехстороннего уплотнения верхнюю часть паяльной плиты как раз меньше площади свободной сварной плиты оборудования, встроенная или задняя часть является первым способом достижения лучшего охлаждения. для двухрядных прямолинейных пломб, мы можем использовать "кость собаки" подушки для охлаждения.

более крупная система PCB также может использоваться для охлаждения. винт, используемый для установки PCB, также обеспечивает наличие горячего канала основания системы при соединении с тепловыми плитами и пластами. с учетом теплопроводности и стоимости, количество винтов должно достигать того уровня, в котором прибыль уменьшается. после подключения к горячей пластине, металлические пластины PCB имеют больше охлаждающей зоны. для некоторых приложений, имеющих оболочку PCB, материалы припоя типа B имеют более высокие тепловые характеристики, чем оболочка с воздушным охлаждением. Решения по охлаждению (например, вентиляторы и радиаторы) также часто используются для охлаждения системы, но обычно они требуют больше пространства или модификации конструкции для оптимизации охлаждения.

для проектирования системы с высокими тепловыми характеристиками недостаточно просто выбрать хорошее устройство интегральной схемы и закрыть решение. распределение охлаждающих свойств IC зависит от емкости PCB и системы охлаждения, позволяющей быстро охлаждать оборудование IC. вышеуказанный пассивный способ охлаждения может значительно повысить теплоотдачу системы.