Как работает рассеиваемая мощность компонентов для поверхностного монтажа?

Компоненты SMT обычно утапливаются в медную плоскость или заливаются медью на печатной плате. Плоскости заземления и питания обычно представляют собой самые большие медные заливки, поэтому приятно иметь возможность отводить к ним тепло. Но это не всегда возможно, и необходимо создавать дополнительные медные заливки.

В некоторых случаях одни выводы лучше подходят для отвода тепла, чем другие. Например, в этом мощном МОП-транзисторе дренажные штифты обеспечивают отвод тепла. Насколько я знаю, все MOSFET в SOIC устроены так.

(источник рис.5 в примечании к заявке )

Электрически сток обычно не подключен к питанию или заземлению, и для отвода тепла необходимо создать отдельную медную заливку.

Площадь заливки меди определяет тепловое сопротивление между внешней частью компонента и окружающим воздухом. Некоторые данные по теплоотводу печатных плат можно найти в техническом описании LM317, стр. 15-17.

Вот мой собственный пример радиатора для печатной платы. Стабилизатор напряжения 7805 в ТО-252 (У4) запаян на двухслойную печатную плату. К счастью, термопрокладка на 7805 подключена к земле. Таким образом, я могу использовать медные заливки для отвода тепла.

Верхний слой

Нижний слой

Руководство для оценочной платы контроллера SMPS - еще один источник рекомендаций по компоновке. (Не только тепловое управление. SMPS могут быть чувствительными к компоновке.)

дальнейшее чтение

Рекомендации по применению Fairchild (теперь часть On Semiconductor) Методы повышения максимальной мощности для мощных полевых МОП-транзисторов SO-8 Рекомендации по
применению TI Тепловые показатели корпусов полупроводников и интегральных схем

Как правило, тепло отводится от выводной рамки либо через термопрокладку на дне упаковки, либо через выводы. Термическое сопротивление может сильно варьироваться от одного типа детали к другому, даже для номинально схожих компонентов, из-за различий в конструкции и материалах, используемых в выводной раме.

В случае вашей детали IRF в техническом описании указаны$\theta_{JA}$50°C/Вт при определенных условиях.

Однако заметки, которую мы ожидали найти на странице 8 таблицы, там нет, поэтому мы не знаем. В другой аналогичной части говорится (ссылка на примечание 4 в этом случае, IRF7401)

Итак, чтобы выяснить, что вы на самом деле получите, когда ваша ситуация отличается от типичной... обратитесь к такой информации, как это примечание по применению IRF AN-994 .

Это основано на стандартной конструкции платы с медью 2 унции следующим образом:

Дополнительную информацию см. в примечаниях по применению.

Медь весом 2 унции относительно толстая, но также могут быть ситуации, когда деталь находится на 4-слойной плате с тепловыми отверстиями, отводящими тепло к внутренним слоям, или даже используется плата с алюминиевым сердечником. С устройствами SMD это и корпус могут на порядок различаться по способности рассеивать тепло, особенно с небольшими корпусами, такими как SC-70.

Хотя принципы не меняются, жизненно важно использовать точные параметры от производителя и типа упаковки, которые вы фактически используете, потому что вариации могут быть довольно большими (например, от Ковара до медной выводной рамки).