Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Các công ty sản xuất chất bán dẫn gặp khó khăn trong việc kiểm soát các hệ thống sử dụng thiết bị của họ. Tuy nhiên, hệ thống của các thiết bị IC rất quan trọng đối với hiệu suất thiết bị tổng thể. Đối với các thiết bị IC tùy chỉnh, các nhà thiết kế hệ thống thường làm việc chặt chẽ với các nhà sản xuất để đảm bảo hệ thống đáp ứng nhiều yêu cầu làm mát của các thiết bị có công suất cao.
Sự hợp tác lẫn nhau sớm này có thể đảm bảo rằng các thiết bị IC đáp ứng các tiêu chuẩn điện và hiệu suất, đồng thời đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống làm mát của khách hàng. Nhiều công ty bán dẫn lớn bán các thiết bị với các thành phần tiêu chuẩn và không có mối liên hệ nào giữa nhà sản xuất và ứng dụng cuối. Trong trường hợp này, chúng tôi chỉ có thể sử dụng một số hướng dẫn chung để giúp đạt được giải pháp làm mát thụ động tốt hơn cho IC và hệ thống. Khía cạnh đầu tiên của thiết kế PCB mà thiết kế PowerPad có thể cải thiện hiệu suất nhiệt là bố cục thiết kế PCB. Bất cứ khi nào có thể, các thành phần năng lượng cao trên PCB nên được tách biệt với nhau. Khoảng cách vật lý này giữa các thành phần công suất cao cho phép PCB tối đa hóa diện tích xung quanh mỗi thành phần công suất cao, góp phần dẫn nhiệt tốt hơn. Cần chú ý cách ly các yếu tố nhạy cảm với nhiệt độ trên PCB khỏi các yếu tố tiêu thụ điện năng cao. Bất cứ khi nào có thể, các thành phần công suất cao nên được lắp đặt cách xa các góc PCB.
Một vị trí PCB trung tâm hơn có thể tối đa hóa diện tích bảng xung quanh các thành phần công suất cao để giúp tản nhiệt. Hình 2 cho thấy hai thiết bị bán dẫn giống hệt nhau: Thành phần A và B. Thành phần A nằm ở góc của thiết kế PCB và nhiệt độ tiếp xúc của chip cao hơn 5% so với thành phần B vì thành phần B được đặt gần trung tâm hơn. Do diện tích nhỏ xung quanh phần tử tản nhiệt, tản nhiệt ở góc phần tử A bị hạn chế.
Hình 2 Ảnh hưởng của bố cục thành phần đối với hiệu suất nhiệt. Các thành phần góc PCB có nhiệt độ chip cao hơn các thành phần trung gian. Khía cạnh thứ hai là cấu trúc của PCB, có ảnh hưởng quyết định nhất đến hiệu suất nhiệt của thiết kế PCB. Nguyên tắc chung là càng nhiều đồng trong PCB, hiệu suất nhiệt của các thành phần hệ thống càng cao.
Điều kiện tản nhiệt lý tưởng cho các thiết bị bán dẫn là chip được gắn trên một miếng đồng lớn làm mát bằng chất lỏng. Đối với hầu hết các ứng dụng, phương pháp lắp đặt này không thực tế, vì vậy chúng tôi chỉ có thể thực hiện một số thay đổi khác đối với PCB để cải thiện hiệu suất tản nhiệt. Đối với hầu hết các ứng dụng ngày nay, tổng khối lượng của hệ thống tiếp tục giảm, ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất nhiệt. Các PCB lớn hơn có diện tích lớn hơn có thể được sử dụng để dẫn nhiệt và cũng linh hoạt hơn, để lại nhiều không gian giữa các thành phần công suất cao. Bất cứ khi nào có thể, hãy cố gắng tăng số lượng và độ dày của hình thành đồng PCB. Trọng lượng của đồng phẳng mặt đất nói chung là lớn hơn, là một con đường tản nhiệt tốt cho toàn bộ tản nhiệt PCB.
Để cải thiện hiệu suất tản nhiệt, các lớp trên cùng và dưới cùng của PCB là "vị trí vàng". Sử dụng dây rộng hơn và dây cách xa các thiết bị tiêu thụ điện năng cao có thể cung cấp đường dẫn nhiệt để tản nhiệt. Tấm dẫn nhiệt đặc biệt là một phương pháp tản nhiệt PCB tốt. Các tấm dẫn nhiệt thường được đặt ở phía trên hoặc phía sau của PCB và được kết nối với nhiệt của thiết bị thông qua kết nối đồng trực tiếp hoặc thông qua lỗ nhiệt.
Trong trường hợp gói chèn trực tiếp (chỉ có gói của dây dẫn ở cả hai bên), bảng dẫn nhiệt này có thể được đặt trên đỉnh của PCB, có hình dạng giống như "xương chó" (ở giữa và gói nhỏ, khu vực đồng lớn, nhỏ ở giữa và lớn ở cả hai đầu). Trong trường hợp đóng gói bốn mặt (với dây dẫn ở tất cả các mặt), bảng truyền nhiệt phải được đặt ở mặt sau của PCB hoặc đi vào PCB.
Hình 3: Ví dụ về phương pháp "xương chó" cho gói chèn hai cột thẳng tăng kích thước của tấm dẫn nhiệt là một cách tuyệt vời để cải thiện hiệu suất nhiệt của gói PowerPad. Kích thước khác nhau của tấm dẫn nhiệt có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất nhiệt. Bảng dữ liệu sản phẩm được cung cấp dưới dạng bảng thường liệt kê các kích thước này. Tuy nhiên, rất khó để định lượng tác động của đồng được thêm vào PCB tùy chỉnh. Sử dụng một số máy tính trực tuyến, người dùng có thể chọn một thiết bị và sau đó thay đổi kích thước của miếng đệm đồng để ước tính tác động của nó đối với hiệu suất nhiệt PCB không JEDEC. Những công cụ tính toán này làm nổi bật tác động của thiết kế PCB đối với hiệu suất tản nhiệt. Đối với gói bốn mặt, diện tích của mặt bích trên cùng chỉ nhỏ hơn diện tích mặt bích trần của thiết bị. Trong trường hợp này, cách đầu tiên để làm mát tốt hơn là chôn hoặc lưng. Đối với gói trực tiếp hai hàng, chúng ta có thể sử dụng "xương chó" pad tản nhiệt.
Cuối cùng, các hệ thống có PCB lớn hơn cũng có thể được sử dụng để làm mát. Một số ốc vít được sử dụng để lắp PCB cũng có thể là đường dẫn nhiệt hiệu quả đến đế hệ thống khi nhiệt vít được kết nối với tấm dẫn nhiệt và mặt phẳng nối đất. Có tính đến hiệu ứng dẫn nhiệt và chi phí, số lượng vít phải là tối đa để đạt được điểm giảm dần lợi nhuận. Sau khi kết nối với bảng dẫn nhiệt, bảng gia cố PCB kim loại có diện tích làm mát lớn hơn. Đối với một số ứng dụng có vỏ bọc PCB, vật liệu sửa chữa hàn được kiểm soát loại có hiệu suất nhiệt cao hơn vỏ làm mát bằng không khí. Các giải pháp làm mát như quạt và tản nhiệt cũng là phương pháp phổ biến để làm mát hệ thống, nhưng chúng thường đòi hỏi nhiều không gian hơn hoặc cần sửa đổi thiết kế để tối ưu hóa hiệu quả làm mát.
Để thiết kế một hệ thống có hiệu suất nhiệt cao, chỉ cần chọn một thiết bị IC tốt và một giải pháp khép kín là không đủ. Lập kế hoạch hiệu suất nhiệt của thiết bị IC phụ thuộc vào công suất của PCB và hệ thống nhiệt cho phép thiết bị IC làm mát nhanh chóng. Phương pháp làm mát thụ động có thể cải thiện đáng kể hiệu suất tản nhiệt của hệ thống.
