PCB Teknik - PCB soğuk ve IC paketi sıcaklık patlaması

IC paketi sıcaklığı boşaltmak için PCB'ye bağlı. Genelde konuşurken, PCB yüksek enerji tüketme yarı yönetici cihazları için ana soğuk metodu. İyi bir PCB sıcaklık patlama tasarımı büyük bir etkisi var. Sistemi iyi çalıştırabilir ve sıcak kazaların gizli tehlikelerini de gömülebilir. PCB düzeni, tahta yapısı ve aygıt yerleştirmesi, yüksek güç uygulamalarının ortasına kadar sıcak performansını geliştirebilir.

Yarı yönetici üretim şirketleri aygıtlarını kullanan sistemleri kontrol etmek zordur. Ancak, IC'nin kurulduğu sistem tüm aygıt performansı için kritik. Özel IC aygıtları için sistem tasarımcıları genelde, sistemin yüksek enerji aygıtlarının çok sıcak patlama ihtiyaçlarına uymasını sağlamak için üreticilerle yakın çalışır. Bu erken işbirliği, müşterinin soğuk sisteminde normal operasyonu sağlayarak IC'nin elektrik standartları ve performans standartlarına uymasını sağlayabilir. Birçok büyük yarı yönetici şirketleri standart parçalar olarak aygıtlar satıyor ve üretici ve sonraki uygulama arasında hiçbir bağlantı yok. Bu durumda, daha iyi bir IC ve sistem pasif soğutma çözümüne yardım etmek için genel bir rehberlik kullanabiliriz.

Ortak yarı yönetici paket türü açık paketi ya da PowerPADTM paketi. Bu paketlerde, çip ölüm kapısı denilen metal çarşafında yüklüyor. Bu çip patlaması çip işleme sırasında çipi destekliyor ve aygıtların ısınması için de iyi bir termal yoldur. Paketin açık patlaması PCB'e çözüldüğünde sıcaklık paketten hızlı dağıtıp PCB'ye girebilir. Sonra sıcaklık her PCB katından ve çevre havaya yayılır. Paketin altından PCB'ye giren sıcaklığın %80'ünü genelde gösterilen paketler yapar. Kalan ısının %20'i aygıt kabloları ve paketin tüm tarafından dağılıyor. Sıcak %1'den az paketin üstünden dağılır. Bu paketler için iyi bir PCB sıcaklık dağıtımı tasarımı belli aygıt performansını sağlamak için gerekli.

PCB tasarımının ilk tarafı sıcak performansını geliştirebilecek PCB komponentlerinin tasarımı. Mümkün olduğunda, PCB'deki yüksek güç komponentleri birbirinden ayrılmalı. Yüksek güç komponentleri arasındaki fiziksel bölüm, her yüksek güç komponenti etrafında PCB bölgesini maximize eder ve bu yüzden daha iyi ısı yönetimini elde etmeye yardım eder. PCB'deki yüksek güç komponentlerinden sıcaklık hassasiyetli komponentlere dikkat çekilmeli. Mümkün olduğunda, yüksek güç komponentlerin yerleştirilmesi PCB köşelerinden uzak olmalı. Daha Merkezi bir PCB yeri yüksek güç komponentlerin etrafında tahta bölgesini arttırabilir, bu yüzden ısını dağıtmaya yardım ediyor. Şekil 2'de iki aynı yarı yönetici cihazı gösteriyor: A ve B komponenti. A komponenti PCB köşesinde bulundu ve B komponenti'nden %5 yüksek bir çip bağlantı sıcaklığı vardır, çünkü B komponenti ortaya yakın olduğu için. Sıcak dağıtma bölgesinin etrafındaki tahta bölgesi küçük olduğundan beri A komponentin köşesindeki ısı dağıtımı sınırlı.

İkinci bölüm, PCB tasarımının termal performansına en kararlı etkisi olan PCB yapısıdır. Genel prensip şudur: PCB'deki daha bakar, sistem komponentlerin termal performansını daha yüksektir. Yarı yönetici aygıtları için ideal ısı patlama durumu, çip büyük bir sıvı soğuk bakır üzerinde yüklüyor. Çoğu uygulamalar için bu yükleme metodu yanlış değil, bu yüzden sadece PCB'nin sıcaklık bozulma performansını geliştirmek için başka bir değişiklik yapabiliriz. Bugün çoğu uygulamalar için sistemin toplam volumu azaltmaya devam ediyor. Bu sıcaklık bozulma performansına karşı bir etki var. Yüksek güç komponentleri arasında yeterince uzay sağlayacak bölgesi daha büyük, sıcak yönetimi için kullanılabilecek bölgesi ve daha fazla fleksibilitçe sahiptir.

Mümkün olduğunda PCB bakra toprak uçaklarının sayısını ve kalınlığını büyüt. Yer katı bakıcısının ağırlığı genellikle relativ büyükdür ve bütün PCB'nin ısını dağıtması için harika bir sıcak yoldur. Her kattaki düzenleme ayarlaması da sıcak yönetimi için kullanılan bakra toplam bölümünü arttıracak. Ancak bu sürücük genellikle elektrik ve sıcaklık olarak ayrılmıştır ki bu rolünü potansiyel ısı bozulma katmanı olarak sınırlıyor. Aygıt toprak uçağının düzenlemesi, toprak uçakları ile mümkün olduğunca kadar elektrik olmalı, sıcak hareketini büyütmek için yardım etmek için. Sıcak dağıtımı PCB'nin yarı yönetici cihazının altında sıcaklığı PCB'nin gömülü katlarını girip devre tahtasının arkasına yönetmesine yardım eder.

Sıcak dağıtım performansını geliştirmek için PCB'nin üst ve alt katları altın yerlerdir. Daha geniş kabloları kullanın ve onları yüksek güç cihazlarından uzaklaştırın sıcak patlama için termal yol sağlamak için. Büyük sıcaklık tahtası PCB sıcaklık patlaması için harika bir yöntemdir. Toplu tahta genellikle PCB'nin üstünde ya da arkasında bulunuyor ve makineye doğrudan bakır bağlantıları ya da termal vialları ile bağlanıyor. İçindeki paketlerin (sadece iki tarafta liderli paketler) durumunda bu tür sıcak yönetici plak PCB'nin üstünde bulunabilir ve "köpek kemiği" gibi şekillenir (ortası paket kadar kısa, ve paketten uzak alan relativ küçük. Ortada küçük, ortada ve sonlarda büyük). Dört taraf paketi (tüm dört tarafından liderli olan) durumda sıcaklık yönetme tabağı PCB arkasında bulunmalıdır veya PCB'ye girmeli.

Ateş tahtasının büyüklüğünü arttırmak PowerPAD paketinin termal performansını geliştirmek için harika bir yoldur. Çeşitli sıcak tahta boyutları sıcak performans üzerinde büyük etkisi var. Tablosun şeklinde verilen ürün veri sayfası genellikle bu boyutlu bilgileri listeler. Ancak, özel PCB'lerin eklenmiş bakıcının etkisini hesaplamak zor. Bazı internet hesaplayıcılarını kullanarak, kullanıcılar bir cihazı seçebilir ve sonra bakra paletinin boyutunu JEDEC PCB olmayan sıcaklık bozulma performansına etkisini tahmin etmek için değiştirebilir. Bu hesaplama araçları, PCB tasarımın sıcak performans üzerinde etkisini belirtir. Dört taraf paketi için, üst patlama alanı cihazın a çık patlama alanından daha küçük. Bu durumda, gömülmüş ya da arka katı daha soğuk sağlamak için ilk yoldur. İki çizgi paketler için sıcaklığı boşaltmak için "köpek kemiği" tipi stilini kullanabiliriz.

Sonunda daha büyük bir PCB sistemi de soğutmak için kullanılabilir. Sıcak dağıtmak için sıcak yönlendirme tabağı ve toprak uçağı ile bağlantılı olduğunda, PCB'yi dağıtmak için kullanılan bazı sıcak yolları da sistem üssüne etkili olabilir. Sıcak yönlendirme etkisini ve pahasını düşünerek, küçük dönüşün noktasına ulaşan ekranların sayısı en yüksek değeri olmalı. Toplu yönetim tabakasıyla bağlanıldığından sonra metal PCB destek tabakası daha soğuk alanı var. PCB'nin bir kabuktan kaplanmış bazı uygulamalar için, hava soğuk kabuktan daha yüksek sıcak performansı vardır. Hayranlar ve sıcak patlamalar gibi soğuk çözümler, sistem soğutma metodları da ortak, ama genelde daha fazla uzay ya da soğuk etkisini optimize etmek için dizaynı değiştirmek gerekiyor.