Kæling aflgjafa til að hámarka afköst og kostnað

Þegar hiti vörukerfisins eykst mun orkunotkun kerfisins aukast veldishraða. Þannig verður valin lausn með stærri straum við hönnun rafveitukerfisins og mun það óhjákvæmilega leiða til kostnaðarauka. Að vissu marki mun kostnaðurinn aukast gríðarlega.

Hitauppgerð er mikilvægur þáttur í að þróa orkuvörur og veita leiðbeiningar um vöruefni. Hagræðing á stærð einingarinnar er þróunarþróun endabúnaðarhönnunar, sem leiðir til umbreytingar á hitaleiðnistjórnun frá málmhitavaskinum í PCB koparlagið. Sumar einingar nota í dag lægri skiptitíðni fyrir aflgjafa fyrir rofa og stóra óvirka íhluti. Fyrir spennubreytinguna og kyrrstöðustrauminn sem knýr innri hringrásina er skilvirkni línulega þrýstijafnarans tiltölulega lágt.

Eftir því sem aðgerðirnar verða fleiri, verður frammistaðan meiri og meiri og hönnun tækisins verður sífellt þéttari. Á þessum tíma verður uppgerð IC-stigs og kerfisstigs hitaleiðni mjög mikilvæg.

Vinnuumhverfishitastig sumra forrita er 70 til 125°C og hitastig sumra bílaforrita í deyjastærð er jafnvel allt að 140°C. Fyrir þessi forrit er ótruflaður rekstur kerfisins mjög mikilvægur. Þegar rafræn hönnun er fínstillt, verður nákvæm varmagreining undir skammvinnum og kyrrstæðum verstu tilfellum fyrir ofangreindar tvær tegundir af forritum sífellt mikilvægari.

1. Varmastjórnun

Erfiðleikarnir við hitaleiðnistjórnun er að draga úr pakkningastærðinni á sama tíma og ná fram meiri hitaleiðni, hærra vinnuumhverfishitastig og lægra kostnaðarhámarki fyrir koparhitaleiðni. Mikil pökkunarnýting mun leiða til meiri styrks hitamyndandi íhluta, sem leiðir til afar mikils hitaflæðis á IC-stigi og umbúðastigi.

Þættirnir sem þarf að hafa í huga í kerfinu eru önnur rafrásartæki sem geta haft áhrif á hitastig greiningartækisins, kerfisrými og loftflæðishönnun/takmarkanir. Þrjú stig hitastjórnunar sem koma skal til greina eru: pakki, hringrás og kerfi

Dæmigert hitaflutningsleið í IC pakka

Lítill kostnaður, lítill formþáttur, samþætting eininga og áreiðanleiki pakka eru nokkrir þættir sem þarf að hafa í huga þegar pakki er valinn. Þar sem kostnaður verður lykilatriði, verða hitaleiðni aukapakkar byggðir á blýgrindum sífellt vinsælli.

Þessi tegund af pakka inniheldur innbyggðan hitavask eða óvarinn púða og pakka af bleytiflís, sem er hannaður til að bæta hitaleiðni. Í sumum yfirborðsfestingarpakkningum soða sumir sérstakir blýrammar nokkrar vír á hvorri hlið pakkans til að virka sem hitadreifari. Þessi aðferð veitir betri hitaleiðni fyrir hitaflutning deyjapúðans.

2. IC og pakki hitaleiðni uppgerð

Hitagreining krefst nákvæmrar og nákvæmrar kísilflaga vörulíköns og hýsir varmaeiginleika. Hálfleiðarabirgjar veita kísilflögu IC hitaleiðni vélræna eiginleika og umbúðir, en búnaðarframleiðendur veita upplýsingar um einingarefni. Notendur vöru veita upplýsingar um notkunarumhverfið.

Þessi greining hjálpar IC hönnuðum að hámarka stærð afl-FET fyrir versta tilvika orkunotkun í skammvinnri og kyrrstöðu. Í mörgum rafeindastýrðum rafeindakerfum tekur afl-FET töluverðan hluta deyjasvæðisins. Hitagreining hjálpar hönnuðum að hámarka hönnun sína.

Valin pakkning afhjúpar venjulega hluta málmsins til að veita lága hitaleiðniviðnámsleið frá kísilflögunni að hitavaskinum. Lykilfæribreyturnar sem líkanið krefst eru eftirfarandi:

• Kísilflögustærð stærðarhlutfall og flísþykkt.
  

  
  

• Svæði og staðsetning aflbúnaðarins og allar aukadrifrásir sem mynda hita.

  
  

• Þykkt aflgjafabyggingarinnar (dreifingin í kísilflögunni).

  
  

• Svæðið og þykkt deyjatengingarinnar þar sem kísilkubburinn er tengdur við óvarinn málmpúða eða málmhögg. Getur falið í sér prósentu af loftbilinu á tengiefninu.

  
  

• Flatarmál og þykkt mótanna á óvarnum málmpúðum eða málmhögg.

  
  

• Notaðu mótefni og pakkningastærð tengisnúrunnar.

Tilgreina verður hitaleiðni eiginleika hvers efnis sem notað er í líkaninu. Þessi gagnainntak felur einnig í sér hitaháðar breytingar á öllum hitaleiðni eiginleika, sem sérstaklega innihalda:

• Kísilflögur hitaleiðni
  

  
  

• Deyjatenging, hitaleiðni moldefnis

  
  

• Varmaleiðni á mótum málmpúða eða málmhögg.

  
  

• Samspil pakkningavöru og PCB

Einn af mikilvægustu breytum hitaleiðni eftirlíkingar er að ákvarða hitauppstreymi viðnám frá púði til hita vaskur efni. Aðferðirnar til að ákvarða hitauppstreymi eru sem hér segir:

• Fjöllaga FR4 hringrás (algengt notuð eru fjögurra laga og sex laga hringrásarspjöld)
  

  
  

• Einhliða hringrásarborð

  
  

• Efri og neðri hringrásarplötur

  
  

Hitaleiðni og hitaþolsleiðir eru mismunandi eftir mismunandi útfærsluaðferðum:

Tengdu við hitaleiðnipúðann á innri hitaveituborðinu eða hitaleiðnigatinu á mótum útskotsins. Notaðu lóðmálmur til að tengja óvarða hitapúðann eða höggtenginguna við efsta lagið á PCB.

Op á PCB fyrir neðan óvarða hitapúðann eða höggtenginguna, sem hægt er að tengja við framlengda hitaupptökubotninn sem er tengdur við málmhlíf einingarinnar'.

Notaðu málmskrúfur til að tengja hitavaskinn við hitavaskinn á efsta eða neðsta koparlaginu á PCB málmskeljarins. Notaðu lóðmálmur til að tengja óvarða hitapúðann eða höggtenginguna við efsta lagið á PCB.

Að auki er þyngd eða þykkt koparhúðunarinnar sem notuð er á hverju lagi PCB mjög mikilvæg. Hvað varðar varmaviðnámsgreiningu eru lögin sem tengjast óvarnum púðum eða höggum fyrir bein áhrif af þessari breytu. Almennt séð eru þetta efstu, hitaupptökulögin og neðstu lögin í fjöllaga prentuðu hringrásarborði.

Í flestum forritum getur það verið tveggja únsa kopar (2 únsur kopar=2,8 mils eða 71 µm) ytra lag og 1 aura kopar (1 eyri kopar=1,4 mils eða 35 µm) innra lag, eða allir eru allir 1 aura þungt kopar klætt lag. Í neytenda rafeindatækniforritum nota sum forrit jafnvel 0,5 aura af kopar (0,5 aura af kopar=0,7 mils eða 18 µm) lag.