В этой статье мы поговорим о терморегулировании и проектировании SMD, а именно о термоперемычках или теплопроводниках (в англ.Thermal Jumpers или Thermal Conductors) печатных плат. Если бы нам нужно было отводить тепло от компонента со сквозными отверстиями, простой способ — установить большой радиатор, и радиатор будет отводить все тепло от устройства. Основным преимуществом компонента SMD является то, что он сокращает ручной труд, печатные платы с деталями SMD можно напрямую отправлять на сборку и паять автономно. Но когда мы говорим об управлении теплом, все становится немного сложнее. Итак, в этой статье мы поговорим о различных способах управления теплом в конструкции SMD и о том, как установка термоперемычек SMD может повлиять на тепловые характеристики устройства.

Что такое термоперемычки SMD и как они работают?

Когда мы говорим о конструкции SMD, существует множество способов рассеивания тепла, наиболее популярным из которых является использование тепловых переходных отверстий.  В некоторых случаях размещение более 10 переходных отверстий в одном месте для отвода тепла к плоскости заземления или плоскости VCC внутри печатной платы, этот процесс называется сшивкой VIA, но в некоторых случаях это невозможно. Для этого мы можем взять пример популярной микросхемы AMS117, которая подает питание через разъем устройства и не может быть подключена к земле. Здесь на помощь приходят термоперемычки SMD, пример которых показан на рисунке ниже, где устройство AMS117 подключается к печатной плате, и тепло передается на другую часть печатной платы с помощью термоперемычки.

Термоперемычки (тепловые перемычки) — это микросхемы для поверхностного монтажа, предназначенные для обеспечения электрически изолированного теплопроводящего пути к заземляющему слою или радиатору, сохраняя при этом электрическую изоляцию устройства. Самый популярный производитель — чипы Vishay/Thin Film THJP ThermaWick Thermal Jumper SMD. Они изготовлены с подложками из нитрида алюминия с олово/свинцовым (SnPb) и бессвинцовым (Pb) дизайном концевой заделки. Низкая емкость чипов SMD с термоперемычками THJP делает их отличным выбором для высокочастотных и тепловых систем.

Как вы можете видеть из представленного рисунка, тепловые перемычки очень похожи на индукторы SMD, разница в том, что оба конца устройства не сделаны из никеля, а на нем есть покрытие из припоя. Также доступна светодиодная бесплатная версия этого устройства. Основным компонентом этого устройства является подложка из нитрата алюминия, которая отвечает за передачу тепла от одной поверхности к другой, кроме того, сопротивление этого устройства составляет> 999 МОм, и это огромно!

В даташите также представлена ​​пара тепловых изображений тестируемого устройства, устройство находится на стандартной подложке печатной платы FR4 с теплоотводящей площадкой на печатной плате.

На изображении слева показан керамический резистор без термоперемычки, а справа — с термоперемычкой, и, как вы можете видеть, разница температур довольно велика, общее улучшение, так сказать, на 36%. На этом этапе производительность этого устройства может быть значительно улучшена, если мы реализуем метод сшивания VIA для передачи тепла устройства от одного слоя к другим внутренним или внешним слоям.

На приведенном изображении мы можем видеть некоторые тепловые характеристики различных плат, и, как вы можете видеть, номинал указан в *C/W, что весьма полезно для расчетов. И если вы вспомните известную в сети статью о температуре печатной платы , вы поймете, что она равна 14*Кл/Вт, и это не так уж и много, но если мы выберем версию 0612 или 1225, вы увидите огромную разницу между этими двумя платами. В перспективе оно упадет с 14*C/w до 4*C/W. Это эквивалентно размещению 10 тепловых переходов на печатной плате и экономит огромное пространство на плате. Кроме того, вы можете видеть, что указана емкость устройства, что очень полезно для проектирования высоких радиочастот или проектирования импульсных источников питания, потому что, если вы используете это в радиочастотных приложениях, дополнительная емкость может вызвать проблемы в работе устройства.

93 просмотров