Kühlkörper auf SMD-Kunststoff-IC oder Unterseite auf Leiterplatte?

Hier ist eine etwas allgemeine Regel. Wenn ein SMT-Transistor oder IC an der Unterseite ein Wärmeleitpad hat, ist es so konzipiert, dass es auf der Leiterplatte kühlt. (Die Komponenten ohne Wärmeleitpads kühlt durch Stifte zur Leiterplatte.) Der Wärmewiderstand vom Chip zum Wärmeleitpad ist viel geringer als zur Oberseite des IC. Bei ICs ist das Wärmeleitpad das Erdungspotential, und Sie können es mit einer Erdungsebene verbinden, die ein guter Kühlkörper ist. Bei Transistoren kann das Wärmeleitpad oft nicht mit einer Erdungs- oder Stromversorgungsebene verbunden werden.

Also heizen wir den IC auf die Platine. Wie leiten wir dann die Wärme von der Leiterplatte ab?
Eine Leiterplatte kann selbst etwas Leistung verbrauchen. Wenn die Leiterplatte groß genug ist und die Leistung, die sie abführen muss, nicht zu groß ist und die Umgebungstemperatur nicht zu hoch ist, dann kann die Leiterplatte selbst ausreichen. Wenn das Design dicht ist und die Leiterplatte nicht genug Leistung selbst abführen kann, ist ein zusätzlicher Kühlkörper erforderlich.

Sie können die Platine auf ein Metallgehäuse aufheizen. Sie können SMT-Kühlkörper hinzufügen. Sie können Kühlkörper anschrauben. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten, die von unterschiedlichen Anforderungen und Situationen abhängen.
Hier wird es schwierig, über allgemeine Regeln zu sprechen.

Zusatzlektüre:
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Die allgemeine Regel ist, es gibt keine allgemeine Regel.

In jedem Fall müssen Sie den vollständigen thermischen Pfad vom Die zur Umgebung verstehen.

Einige SMD-Teile haben Wärmeleitpads. In diesem Fall können Sie viele Kupferdurchkontaktierungen verwenden, um die Wärme auf die andere Seite der Leiterplatte zu leiten, wo Sie sie effektiver behandeln können.

Andere SMDs verwenden nur ihre Leadframes, um Wärme abzuführen, in diesem Fall können Sie das Gleiche tun, mit den zusätzlichen Anforderungen an die elektrische Isolierung.

Das direkte Aufbringen eines Kühlkörpers auf ein Epoxidgehäuse ist die am wenigsten wünschenswerte – aber manchmal die einzig verfügbare – Option.

Sie benötigen wahrscheinlich keinen Kühlkörper , wenn nur der Wärmewiderstand der thermischen Verbindung zur Platine 13 ° C / W beträgt und das Teil eine Betriebstemperatur von 125 ° C unterstützt.

Unter der Annahme der höchsten Ausgangsspannung und des höchsten Ausgangsstroms, nämlich 2 A und 9 W, würde dies einer Leistung von 18 W durch das Gerät entsprechen. Bei einer unteren Effizienzgrenze von 80 % würde dies bedeuten, dass die Verlustleistung im schlimmsten Fall bei etwa 3,6 W liegen würde. Eine Verlustleistung von 3,6 W würde einem Temperaturanstieg von 50 °C über der PCB-Temperatur entsprechen.

Das heißt, wenn die PCB-Temperatur 40 ° C betragen würde, würde das Teil 90 ° C betragen, was immer noch gut innerhalb seiner Betriebstemperatur wäre. Dies setzt auch voraus, dass keine Wärme an die Luft verloren geht, die Luft trägt einen zusätzlichen Wärmeverlust von 20 % durch die Oberseite bei.

Es gibt auch einige Vorbehalte zu dieser Zahl, eine davon ist, dass ein Teil der Ineffizienz auf den Induktor zurückzuführen ist und ein Teil der Leistung dort abgeführt wird, so dass dieses Worst-Case-Szenario weniger als 50 ° C betragen sollte.

Sie sollten einen Kühlkörper verwenden, wenn die Platinentemperatur hoch sein wird oder wenn die thermische Umgebung schlecht ist (wie höher als 50 ° C). Denken Sie daran, dass ein Kühlkörper einen viermal geringeren Wärmepfad hat als die Stifte, sodass die Wärme am besten über die Stifte und ein gutes thermisches PCB-Design aus dem Teil abgeleitet wird.

Wenn nicht, folgen Sie dem empfohlenen Platinenlayout und verwenden Sie ein gutes thermisches PCB-Design: Quelle: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps63070.pdf