เค้าโครง PCB สำหรับสวิตช์ด้านข้างสูง (กระแสสูง)

ฉันกำลังทำงานกับโครงร่าง PCB สำหรับสวิตช์ด้านข้างสูงสองตัว คุณสามารถดูรูปเค้าโครงปัจจุบันของฉันด้านล่าง

เค้าโครง PCB

น้ำหนักทองแดงของ PCB ในอนาคตอาจจะเป็น 2 ออนซ์ / ฟุต² (สองด้าน) ฉันใช้ MOSFET สองช่องทาง (IPB180P04P4) ฉันคาดว่า MOSFET 10 แอมป์ทางขวา (ฉันเลือกที่จะใกล้เคียงกับรอยเท้าขั้นต่ำ Pd ประมาณ 0.2 W) และ 15 Amps (U2, สูงสุดที่ 30 Amps, Pd ประมาณ 0.45 W, สูงสุด 1.8 W) สำหรับ MOSFET ทางด้านซ้าย (ทองแดง U1, 8 ซม. ²)

IC1 เป็นเซ็นเซอร์ปัจจุบัน

ขั้วบล็อก (U15, U16) เป็นประเภทนี้: WM4670-ND บน Digikey

เพื่อวาดกระแสที่มากบน PCB ประเภทนี้หนึ่งในเครื่องคิดเลขออนไลน์บอกฉันว่าฉันต้องการร่องรอย 20 มม. เพื่อประหยัดพื้นที่ฉันตัดสินใจแยกการติดตามขนาดใหญ่นี้เป็นสองการติดตาม (หนึ่งที่ด้านบนหนึ่งที่ด้านล่าง) ฉันเชื่อมโยงร่องรอยทั้งสองด้วยรูปแบบของจุดแวะ (ขนาดเจาะ 0.5 มม. บนตาราง 2x2 มม. ²) ฉันไม่มีประสบการณ์ในการจัดวางแบบนี้ดังนั้นฉันจึงดูกระดานอื่นและเลือกมิติที่ดูยุติธรรมสำหรับฉัน นี่เป็นวิธีที่ถูกต้องหรือไม่

ภายใต้ MOSFETs ฉันใช้รูปแบบเดียวกัน แต่มีขนาดดอกสว่านเล็กกว่า 0.3 มม. เพื่อสร้างทางแยกความร้อน ประสานจะไหลดีขึ้นด้วยขนาดนี้หรือไม่? จนถึงตอนนี้ยังไม่มีการกรอกข้อมูลใด ๆ

ฉันยังคิดว่าจะไม่มีหน้ากากประสานใด ๆ บนร่องรอยเหล่านี้นั่นก็คือการใช้ประสานกับทองแดง

ฉันยังกังวลเกี่ยวกับแผ่นรองของ MOSFET ฉันเลือกที่จะไม่ปกปิดพวกเขาด้วยทองแดง ฉันคิดว่าอุปกรณ์นี้สามารถทำให้ตัวเองเป็นศูนย์กลางได้ด้วยวิธีนี้ แต่อาจเพิ่มความต้านทาน ...

โปรดแสดงความคิดเห็นเค้าโครง!
ขอบคุณ !

แก้ไข 1

ฉันปรับปรุงการออกแบบเล็กน้อย ฉันเพิ่มจุดแวะเพิ่มเติมภายใต้แผ่นความร้อนของ MOSFET มีทองแดงเปลือยบางส่วนภายใต้ MOSFETs (หากฉันต้องการเพิ่มฮีทซิงค์ในอนาคต)

v2 ยอดนิยม

กรุณาอย่าลังเลที่จะแสดงความคิดเห็น ! ขอบคุณล่วงหน้า !

แก้ไข 2

อัพเดตใหม่สำหรับการออกแบบนี้ ฉันเพิ่มพื้นที่ทองแดงรอบ ๆ ตัวนำของ MOSFET ที่ควรลดความต้านทานของร่องรอยเหล่านี้

ฉันเพิ่มจุดแวะเพิ่มเติมระหว่างเลเยอร์บนและล่างเพื่อปรับปรุงการกระจายปัจจุบันในเลเยอร์เหล่านี้

ฉันถามผู้ผลิตว่าฉันสามารถเสียบ vias ใต้อุปกรณ์เพื่อปรับปรุงการกระจายความร้อนหรือไม่ เขาบอกฉันว่าเหมาะสม

ฉันไม่คิดว่าฉันจะเปลี่ยนแปลงอะไรอีก นั่นคือการคาดเดาที่ดีที่สุดของฉันดังนั้นฉันอาจให้มันไปถ้าไม่มีใครมีความคิดเห็นใด ๆ

Top Bottom v3

— Marmoz
แหล่งที่มา

สองสามอย่าง: อย่างแรกคุณไม่ต้องการจุดจบจำนวนมาก (หรือใด ๆ ) ภายใต้ MOSFET ของคุณ ไม่ว่าคุณจะต้องจ่ายเพิ่มสำหรับบอร์ดบอร์ดเพื่อเสียบพวกเขาหรือพวกเขาจะไส้ตะเกียงบัดกรีออกจากส่วนหนึ่ง (หรือแย่กว่านั้นถ้ามีจุดอ่อนที่ด้านล่างการปล่อยควันฟลักซ์ที่หลบหนีสามารถทำให้ช่องว่างขนาดใหญ่อยู่ด้านล่าง FET) ฉันขอแนะนำให้ขยายพื้นที่ทองแดงรอบ ๆ แผ่น FET (เหมือนที่คุณทำทางด้านซ้ายของ U $ 2) และเพิ่มจุดแวะเพิ่มเติมที่นั่น นอกจากนี้ในขณะที่ solder-on-unmasked-traces สามารถช่วยได้ แต่มันจะเพิ่มขั้นตอนการผลิตเพิ่มเติม มันจะสำคัญถ้าคุณต้องคำนึงถึงต้นทุน ดูเหมือนโครงการที่สนุก!

— bitsmack

ใช่มันเป็นโครงการที่สนุก !! ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นที่ผู้ผลิตทำบอร์ดอยู่แล้ว ฉันจะต้องใส่ใจกับปัญหาเหล่านี้อย่างแน่นอน ฉันกังวลเกี่ยวกับจุดอ่อนภายใต้ MOSFET พวกเขาไม่ได้เสียบปลั๊ก แต่ฉันคาดว่าพวกเขาจะไม่ตะเกียงบัดกรีมากเกินไปจากส่วน ฉันพูดคุยเกี่ยวกับปัญหานี้ในคำถามอื่น เกี่ยวกับการวางประสานกับร่องรอยที่ไม่เปิดเผยฉันคิดเกี่ยวกับมันและตัดสินใจว่าจะทำได้โดยไม่ต้อง ที่ยังช่วยลดโอกาสของการลัดวงจรซึ่งไม่ได้เป็นสิ่งที่ไม่ดี ...

— Marmoz

เกี่ยวกับพื้นที่ทองแดงฉันวิ่งออกไปจากอวกาศโชคร้าย ดังนั้นหากฉันต้องการปรับปรุงการกระจายความร้อนฉันควรใช้ฮีทซิงค์แทน ช่องว่างภายใต้ MOSFET เป็นปัญหาหลักที่ฉันจะต้องแก้ไขในไม่ช้า! คุณมีคำแนะนำสำหรับเรื่องนี้ไหม (ตอนนี้กระดานทำแบบนี้)?

— Marmoz

คำแนะนำที่ฉันได้รับเสมอคือ "ไม่เคย" ใช้จุดแวะเปิดในแผ่น บางครั้งฉันจำเป็นต้องทำดังนั้นฉันใส่ในไม่กี่และมันได้ผลจนถึงตอนนี้ พวกเขาทำไส้ตะเกียงบัดกรี! ฉันทำกระดานหนึ่งครั้งด้วยสิ่งเหล่านี้ (น้อยกว่าคุณ) ( ยิ้ม ) และผู้ประสานก็วิ่งไปที่ด้านล่างของกระดานและรวมเข้าด้วยกันในครั้งเดียว แม้ว่าจะมีทหารอยู่ระหว่างจุดจบของชั้นล่าง! ความพยายามในการแก้ไขปัญหานี้คือ "ขยาย" จุดแวะบนเลเยอร์ด้านล่าง ซึ่งหมายความว่าพวกเขาถูกปกคลุมไปด้วยทหาร เป็นไปได้ก็ต่อเมื่อจุดอ่อนนั้นเล็กพอที่จะทำให้หน้ากากไม่เสียหาย ...

— bitsmack

อย่างไรก็ตามปัญหาของเรื่องนี้คือการขยายตัวของก๊าซ (ไม่ว่าจะเป็นอากาศเองหรือจากการไหล) ไม่สามารถหลบหนีผ่านด้านล่างของบอร์ดได้ พวกเขาผลักดัน FET ออกจากฟองและช่องว่าง ไม่ใช่ทางออกที่ดี ถ้าฉันอยู่ในสถานที่ของคุณด้วยบอร์ดที่ถูกผลิตขึ้นมาแล้วฉันอาจจะบัดกรีเข้าไปในจุดแวะด้วยตนเองก่อนที่จะบัดกรี FETs หวังว่ามันจะไม่ทำงานออกจากด้านล่าง :)

— bitsmack

คำตอบ:

ฉันอยากรู้ว่าคุณได้รับหมายเลขการกระจายพลังงานของคุณอย่างไร ดูแผ่นข้อมูลดูเหมือนว่า 10ams 200 mW (เพิ่มขึ้น 12 องศาอุณหภูมิ), 30 แอมป์, 2.5W พร้อมกับเพิ่มอุณหภูมิ 90 องศา (จาก Rthja 40 องศา / W ซึ่งดูเหมือนจะเป็นจริงแม้ว่าคุณจะมี 6 cm ^ 2 ของพื้นที่ PCB)

ที่กล่าวว่าหากคุณต้องการดึงความร้อนออกมาจาก FETs ของคุณมากคุณสามารถเจาะรูที่มีรูขนาด. 250 "แล้วใช้แท่งทองแดงที่ยื่นผ่านรูและสัมผัสกับด้านหลังของแพ็คเกจ ยังสามารถติดแผ่นระบายความร้อนไว้ด้านบน แต่ก็ไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่าที่ควรในการดำเนินการผ่านเคส

สำหรับคำถามเลย์เอาต์ของคุณดูเหมือนว่ามีการติดตาม 6mil สำหรับแหล่งที่มาทั้งหมด นั่นจะเป็นตัวเลือกที่ไม่ดีที่ 30A โดยการเปรียบเทียบดูภายในฟิวส์ 30A :-) หมายความว่าอะไรที่คุณจะได้รับความอบอุ่นจากร่องรอยนั้น ความกว้างของร่องรอยที่คุณเลือกทำการคำนวณในระดับทองแดงที่คุณเลือกและใช้ความต้านทาน x กำลังสองที่เป็นปัจจุบันเพื่อคำนวณจำนวนวัตต์ที่การติดตามจะกระจายไป

คุณไม่ต้องการมุมมองทั้งหมดที่คุณมีอยู่บนเบาะ 5 จะเพียงพอที่จะเชื่อมต่อความร้อนจากบนลงล่าง ฉันเคยเห็นผู้คนใช้เพียงแค่หนึ่ง แต่คุณพึ่งพาอย่างหนักในจานแม้ว่าในกรณีนี้

— เชย
แหล่งที่มา

ที่จริงแล้วกระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่จะไปจากบล็อก IN ถึงบล็อก OUT ซึ่งเป็นบล็อกเทอร์มินัล ฉันควรจะไปตามหมายเลขอีกครั้งฉันไม่ได้อยู่ในใจตอนนี้ แต่มันก็ใช้ได้ดีในตอนท้าย ฉันไม่แน่ใจที่จะเข้าใจเคล็ดลับกระสุนทองแดง ... ตกลงสำหรับจุดอ่อนทั้งหมดฉันไม่รู้จริง ๆ ดังนั้นฉันจึงลองแบบนี้ ดีใจที่ได้ทราบครั้งต่อไปขอบคุณ!

— Marmoz

คุณสามารถลองถอดหน้ากากประสานที่มีร่องรอยกระแสสูงและปล่อยให้การเคลือบ hasl ทำให้หนาขึ้นเล็กน้อย (และอาจเติมจุดอ่อนได้)

— TomKeddie
แหล่งที่มา

ใครยังใช้ HASL ผู้ผลิต PCB จำนวนมากไม่สนับสนุน HASL อีกต่อไปเนื่องจากความแตกต่างของค่าใช้จ่ายแทบจะไม่มีเลยและ ENIG จะให้ผิวที่ดีกว่าและเรียบขึ้น

— Oliver

ฉันสามารถบอกได้ว่าจริง ๆ แล้วพวกเขาทำจบ ENIG อย่างไรก็ตามฉันไม่ได้ถอดหน้ากากประสานออก แต่นั่นเป็นจุดที่ดี ขอบคุณ

— Marmoz

พิจารณาการใช้ PCB substrate อลูมิเนียมถ้าคุณต้องการพลังงานความเย็นนี้มาก นั่นคือจุดระบายความร้อนจำนวนมากฉันไม่คิดว่าร้านค้าโปรโตหลายแห่งจะทำสิ่งนี้โดยไม่มีค่าใช้จ่ายในการขุดเจาะเพิ่มเติม

— Squeezer พังพอน
แหล่งที่มา

ความคิดเห็นทั่วไปในกรณีที่ช่วยใครบางคน: หลายแห่งวาดเส้นที่ 35 การฝึกซ้อมต่อตารางนิ้ว

— แอนโธนี

ฉันไม่รู้จัก PCB พื้นผิวอะลูมิเนียมในเวลานั้น แต่นั่นก็เป็นไปได้ ฉันเห็น PCBs เชิงพาณิชย์สำหรับกระแสสูงที่มีจุดอ่อนมากมายดังนั้นฉันคิดว่ามันไม่เป็นอันตราย จริง ๆ แล้วฉันไม่รู้ว่าพวกเขาเรียกเก็บค่าธรรมเนียมเพิ่มเติมใด ๆ กับฉันหรือไม่พวกเขาไม่พูดอะไรเลยในใบเสนอราคา ... แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าพวกเขาไม่คิดค่าใช้จ่ายฉันเดา

— Marmoz