PCB Teknik - PCB üzerinde bir mikro işlemci tasarlamak zorluğu

Küçük ve hızlı hızlar için tüketicilerin talepleri daha da güçlendirildiği için, daha fazla yoğunluğuyla basılmış devre tahtalarının (PCB) sıcaklığını çözmek için sıcak sorunlar var. Toplu mikroprocessörler ve lojik hücreler GHz operasyon frekans menziline ulaşırken, maliyetli ısı yönetimi tasarım, paketleme ve materyallerin acil çözmesi gereken en en önemli sorun olabilir.

Yüksek fonksiyonel yoğunlukları elde etmek için 3D IC üretimi, sıcaklık yönetiminin zorluklarını arttırır. Simülasyon sonuçları, sıcaklığın yükselmesi 10°C'nin 3B IC çipinin sıcaklık yoğunluğunun ikiye katlanacağını gösterir ve performansını 3'den fazla azaltır.

Uluslararası Semikonduktor Teknoloji Blueprint (ITRS) tahminleri, gelecek üç yıl içinde mikro işlemcilerdeki soğuk bölgelerde birbirine bağlantılı izler mikro işlemcilerde %80'e kadar tüketeceğini gösteriyor. Termal Tasarım Güçü (TDP) mikroprocessörün sıcak dağıtım kapasitesini değerlendirmek için bir indeksidir. Prozesör maksimum yükünü ve uyumlu dava sıcaklığına ulaştığında yayılan ısını belirliyor.

Yüzlerce bilgisayar sunucusu olan büyük veri merkezleri sıcak dağıtım sorunlarına özellikle hassas olmuştur. Bazı tahmin ettiklerine göre, sunucunun soğuk hayranı (elektrik yüzde 15'e kadar tüketebilir) sunucunun ve kendisinde önemli bir ıs ı kaynağı oldu. Ayrıca, veri merkezinin soğuk maliyeti veri merkezinin enerji tüketiminin %40 ile %50 hesabı olabilir. Bütün bu gerçekler yerel ve uzak sıcaklık değerlendirmesi ve hayranın kontrolü için daha yüksek ihtiyaçları gösteriyor.

Çoklu çekirdek işlemcileri içeren PCB'leri kurmak üzere termal yönetim sorunları daha kötü olacak. Prozesör serisindeki her işlemci çekirdeği tek çekirdek işlemcisinden daha az enerji (ve bu yüzden daha az ısı) tüketebilir, büyük bilgisayar sunucularının a ğı etkisi veri merkezinde bilgisayar sistemine Daha sıcak patlaması ekleyecek. Kısa sürede PCB'nin verilen bölgesinde daha fazla işlemci kabloları çalıştırın.

Diğer temiz IC sıcak yönetimi sorununda çip paketlerinde görünen sıcak noktalar var. Sıcak fluksi 1000W/cm2 kadar yüksek olabilir. İzlemek zor bir durum.

PCB termal yönetiminde önemli bir rol oynuyor, bu yüzden termal tasarım düzeni gerekiyor. Tasarım mühendislerinin mümkün olduğunca yüksek güç komponentlerini birbirinden uzak tutmalı. Ayrıca, bu yüksek güç komponentleri mümkün olduğunca PCB köşelerinden uzak olmalı. Bu, PCB bölgesini elektrik komponentlerin etrafında büyütmeye ve ısı bozulmasına hızlandırmaya yardım edecek.

PCB'ye a çık elektrik patlamasını çözmek ortak bir pratik. Genelde konuşurken, açık patlama tipi elektrik patlaması IC paketinin altından ve PCB'ye üretilen ısının %80'ünü yapabilir. Kalan ısı tarafından ayrılacak ve paketin liderleri olacak.