Erforderliche PCB-Oberfläche zum Kühlen eines SOIC-8 EP-Gehäuses

Das ist eigentlich eine ziemlich tiefgründige Frage. Glücklicherweise gibt es eine umfangreiche Literatur zu diesem Thema. Sie sind grundsätzlich auf dem richtigen Weg, sind aber aus irgendeinem Grund nicht zu den richtigen Artikeln gelangt.

Ja, wenn das Pad festgelötet ist, können Sie θCS als Null annehmen.

In Bezug auf Durchkontaktierungen beträgt der typische Wärmewiderstand einer Durchkontaktierung über einer 1,6-mm-FR4-Leiterplatte 130 bis 250 °C/W, je nach Aufbau und Größe der Durchkontaktierung. Sie würden also nur wenige davon benötigen, um eine Wirkung zu erzielen. Oder Sie können eine Durchkontaktierung mit 2 mm Durchmesser herstellen und diese mit Lot füllen. Rechner zu diesem Thema gibt es jede Menge , Google nach "Thermischer Widerstand von via Rechner".

Alle Details werden in dieser Application Note AN-2020 mit Formeln und praktischen Beispielen perfekt erklärt .

Die endgültigen Ergebnisse hängen von Details der Umgebungsbedingungen ab, ob das Board vertikal oder horizontal ausgerichtet ist, ob es Hindernisse für den natürlichen konvektiven Luftstrom gibt oder ob es eine Zwangsbelüftung gibt. Ein Wärmebild der Leiterplatte hilft enorm bei der Bewertung des thermischen Zustands der Leiterplatte, und falls erforderlich, sollten Designkorrekturen vorgenommen werden.

Aber bei einer Verlustleistung von 1 W und einem 3 x 3 mm großen Wärmeleitpad, das auf eine 1,5-Unzen-Leiterplatte gelötet ist, würde ich mir angesichts von TJ = 150 ° C keine großen Sorgen machen.

Die Standard-Kupferfolie – 1 Unze pro Quadratfuß, 35 Mikrometer dick, 1,4 mil dick – hat einen thermischen Widerstand von 70 Grad Celsius von einer Kante des Quadrats zur gegenüberliegenden Kante des Quadrats.

Somit hat eine 0,1 "lange Leiterbahn mit einer Breite von 0,01", einem Seitenverhältnis von 10:1 und 10 Folienquadraten einen thermischen Widerstand entlang der Leiterbahn von 10 * 70 = 700 Grad Celsius pro Watt.

Ein Heatspreader wie dieser hat 70/8 = 9 Grad Celsius pro Watt

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Dies ist eine gute Ressource: HeatSinkCalculator
Sie haben eine begrenzte Funktionalität, die kostenlos genutzt werden kann.

Außerdem können Sie mit WebBench von TI thermische Analysen durchführen.

Die LED-Hersteller haben eine gute Dokumentation zum PCB-Design.
Cree: Optimierung der Wärmeleistung von Leiterplatten

In Bezug auf thermische Durchkontaktierungen habe ich viel recherchiert, und der Konsens war, 15-Millimeter-Löcher mit einem Abstand von 35-Millimeter-Zentren und maximal 15 Löchern zu verwenden. Und verwenden Sie 2 Unzen Kupfer.

Ich fand die thermische Via-Methode unzureichend. Was ich tat, war, das Wärmeleitpad auf der obersten Schicht der Leiterplatte an einem Ende des Chips mit einem größeren Pad mit einem 4/40- oder 3-mm-Schraubenloch herauszuziehen, um einen Kühlkörper zu montieren.

Mein Gedanke bei dieser Methode war, dass der Wärmewiderstand auf der obersten Schicht am niedrigsten wäre.

Eine andere Sache, die ich tat, war die Verwendung einer blanken Kupfer-PCB-Oberfläche, wenn ein Kühlkörper nicht erforderlich war. Ein oxidiertes Kupferpad hat ein viel höheres thermisches Emissionsvermögen.

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