PCB技術 - 最新のPCBボード技術を詳細に説明する

それがインストールに来るとき、熱管理挑戦はさらに困難になります PCBボード マルチコアプロセッサを含む. プロセッサアレイ内の各プロセッサコアは、より少ない電力を消費し、したがって、単一コアプロセッサ100よりも少ない熱を消費することができる, 大きなコンピュータサーバへのネット効果は、データセンター熱放散のコンピュータシステムにより多くを加えることになっています. 要するに, 与えられた領域のプロセッサコアを PCB.

もう一つのとげのあるIC熱管理問題は、チップ・パッケージングに現れるホットスポットを含みます。熱流束は1000 wcm 2と高く，トラック状態が困難である。

PCB 熱管理において重要な役割を果たす, ので、熱設計レイアウトが必要です. 設計技術者は高出力部品をできるだけ遠く離れた状態に保つべきである. 加えて, これらの高出力部品は、100 mmの角から遠く離れているべきです PCB できるだけ, を最大限に役立つ PCB 電力部品周辺の熱放散を加速する.

PCBに露出したパワーパッドをはんだ付けすることは、一般的な実施である。一般的に言えば、露出したパッド型パワーパッドは、ICパッケージの底部を通ってPCB内に発生する熱の約80 %を伝導することができる。残りの熱は、パッケージの側面およびリード線から放散される。

サーマルアシスタント PCB設計 engineers can now turn to many improved thermal management products for help. これらの製品はラジエーターを含む, ヒートパイプとファン, アクティブとパッシブ対流を達成するために使用することができます, 放射および伝導冷却. チップに実装チップの相互接続方法でさえ PCB 熱放散問題を緩和するのに役立つ.

例えば, ICチップを相互接続するために使用される一般的な露出パッド法 PCBsは放熱問題を増加させるかもしれない. 露出したパスが PCB, 熱はすぐにパッケージから脱出し、 PCBボード, そして、それから、さまざまな層を通って周囲の空気に放散します PCBボード.

テキサスInstrument TIは、ICディスクを金属ディスクに取り付けることができるpowerpad方法を発明しました。このダイパッドは、製造プロセス中にダイを支持し、チップから熱を放散する良好な放熱経路として機能する。

TIのアナログパッケージング製品マネージャーであるマット・ロミッグは、Ti - Way - Renck Powerstack法は、高側縦MOSFETをスタックできる最初の3 D実装技術であると指摘した。この技術は、銅クリップによって位置に固定されたハイサイドおよびローサイドMOSFETを集積化し、熱的に最適化された設計を提供するために接地電位露出パッドを使用する。入力および出力電圧ピンを接続する2つの銅クリップの使用は、より統合された平坦な正方形のリードレスQFNパッケージを形成することができる。パワーデバイスの熱管理はより困難である。より高い周波数信号処理の必要性とパッケージサイズの縮小は、従来の冷却技術を徐々に改善してきた。AdvancedThermalSolutionsの社長兼CEOであるKaverazarは、水冷されたマイクロチャネルを埋め込んだ薄膜熱電素子を使っている。

Azarは、このような解決策を考案した。すなわち、ヒートシンクを直接マイクロプロセッサダイに結合することによって、熱放散路、拡散熱抵抗の最大熱抵抗を最小化する。

この方法は、小さなマイクロプロセッサダイ上に蓄積された熱をより大きなヒートシンクベースに放散させ、次いで周囲環境に放熱することができる。このビルトイン強制熱スプレッダは、シリコン・パッケージのマイクロチャンネルとミニ・チャンネルを集積します。水路内の水流量は約05〜1リットルである。

シミュレーション結果は，ボールグリッドアレイbgaパッケージの1010 mmの金型で，120，120 mmのヒートシンクシャシー領域が0055 kwの熱抵抗を生成できることを示した。熱伝導率がダイヤモンドと同等以上の放熱材料を用いることにより、0030 kWの耐熱性を得ることができる。

NMAX熱解決のマーケティングとビジネス開発の副社長であるポール・マッスルはまた、熱電冷却技術を推奨し、冷却がチップレベルで始まると宣言した。同社は局所的な熱管理技術を電子部品の奥深くに提供する。この技術はヒートポンプと呼ばれるマイクロフィルム熱電etec構造を用いる。この能動熱放散材料は、電子パッケージングに使用するための銅柱半田バンプのようなフリップチップ相互接続に埋め込まれている。

チップウエハ、ダイ、パッケージレベルでの局所冷却を達成することは、重要な経済的利点をもたらすことができる。例えば、数千または数百の先進のマイクロプロセッサを有するデータセンターでは、この方法は、熱を放散するためにより高価でより大きな空調システムを使用するよりも効率的である。

LEDのようないくつかの装置では、受動的および能動的な冷却技術の組み合わせ使用により、デバイスの性能および寿命を改善することができる。例えば、ラジエータ内のファンを使用することにより、一般的に、熱抵抗を0.05 Wに低下させることができ、パッシブ冷却放熱器を単独で使用することによって達成される典型的な10 Wに比べて大幅に改善される。

熱制御の反復シミュレーションは、より高いIC性能を達成する際の制限要因の一つであり続ける。これらのより小型でより小さなICおよびそれらのパッケージにおいて、スペースはますます価値があるようになっていて、冷却に役立つためにスペースがほとんど残っていない。これは、外部冷却技術の使用を検討し、継続的に新しい冷却材料を改善する設計エンジニアを強制します。

とにかく, 基本的な前提はまだです。PCB設計 engineers must pay more attention to thermal science to achieve optimal cooling solutions. 全体のプロセスは、熱分析ソフトウェア, これは、デザインが生産されるときよりずっと早い.