SOT-223 Термопрокладка и Vias

Во-первых, пара ответов (по крайней мере, в первом черновике), кажется, перепутала SOT-223 с SOT-23. SOT-23 представляет собой очень компактный корпус, рассчитанный скорее на небольшой размер, чем на отвод тепла. SOT-223 также довольно мал, но имеет значительный тепловой вклад:

Источники различаются по фактическим тепловым свойствам SOT-223. В примечании к приложению TI AN-1028, на которое ссылается Гарретт, указано тепловое сопротивление переход-окружающая среда ($\theta_{JC}$) из 12 ц/Вт. Примечание приложения Microchip AN792, также цитируемое в ответе Гарретта, дает 57 C/W. Другое техническое описание TI для TLV1117 дает 104 C/Вт.

Основная причина этого несоответствия заключается в том, что тепловое сопротивление зависит не только от упаковки, но и от размера медных пластин, которые служат радиатором для детали, как показано на этом графике, взятом из примечания к приложению TI:

Число 12 C/W, по-видимому, является асимптотическим пределом этой кривой. Обратите внимание, что для достижения этого значения требуется 2 унции меди и, вероятно, 2 из ² или более площади меди.

Чтобы, наконец, перейти к вашему вопросу, как выложить пластину радиатора, примерно в порядке убывания важности:

• Чем больше подушечка, которую вы можете вписать в свой дизайн, тем лучше.
• Чем тяжелее медь, тем лучше (например, 2 унции, а не 1 унция меди).
• При подключении через термопрокладку на противоположной стороне платы используйте много переходных отверстий. Как правило, я бы рекомендовал размещать переходные отверстия на сетке размером 50 мил или около того по всей площади контактной площадки.
• Используйте переходные отверстия больше минимального размера. Как правило, я бы старался использовать диаметр не менее 8 мил и предпочитал использовать от 10 до 18 мил. Чрезвычайно большие переходные отверстия, конечно, в конечном итоге уменьшают площадь контактной площадки, поэтому есть предел тому, насколько большим вы хотите стать.
• Поместите тепловыделяющую часть как можно ближе к центру термопрокладки.

Наконец, в отличие от предложения в другом ответе, я бы сделал свой дизайн следующим образом:

• Определите входное и выходное напряжения вашего регулятора и рабочий ток. Исходя из этого определите потребность в мощности.

• Определите максимальную температуру окружающей среды, в которой будет работать ваша схема.

• Определите максимальную температуру перехода, при которой вы можете работать. Обычно это 125 °C в техническом описании, но вы можете снизить номинал на 25 °C или более, чтобы получить расчетный запас и повысить надежность.

• Теперь выберите пакет и спроектируйте компоновку, которая позволит вам обеспечить максимальную рабочую температуру перехода.

В частности, невозможно определить повышение температуры до тех пор , пока вы не выбрали пакет.

Можешь выложить часть?

Лучший совет, который я могу дать, — сначала понять, что рассеяние LDO просто связано с (Vin-Vout) * Iout, где Vin — входное напряжение, Vout — выходное напряжение, а Iout — выходной ток. В общем, вам не нужно слишком беспокоиться о менее чем 500 мА. Однако вы можете взять техпаспорт LDO и посмотреть на тепловое сопротивление. Это точно скажет вам, каким будет повышение температуры при определенной рассеиваемой мощности. Вы можете рассчитать диссипацию по приведенной выше формуле. Например LM7805 имеет 5 градусов на ватт. Таким образом, вы можете ожидать повышения на 5 градусов на каждый ватт, который, по вашим расчетам, он рассеивает.

Итак, что бы я сделал на вашем месте:

1) Рассчитайте ожидаемую рассеиваемую мощность. Будьте консервативны.

2) Рассчитайте ожидаемое повышение температуры. Что-нибудь 40-50 градусов, вероятно, вообще не проблема. Ближе к 90 градусам и выше вам почти нужно позаботиться об этом.

3) Выберите правильный пакет. Различные детали имеют разные упаковки, каждая из которых имеет разное термическое сопротивление. Обычно более крупные корпуса и те, у которых есть выступы для рассеивания мощности, имеют меньшее сопротивление, поэтому меньше нагреваются. Если температура неприемлема, возможно, вам придется выбрать другую деталь.

Посмотрите следующее видео от Дэйва на EEVblog. Дэйв проделывает потрясающую работу, объясняя все термины и способы создания дизайна. Должно охватывать все, что вам нужно.

В частности, для ваших переходных отверстий, очевидно, что большее количество переходных отверстий позволяет отводить больше тепла на другие платы и, следовательно, увеличивает радиатор, но важно знать, какая площадь вам нужна. В спецификациях часто рекомендуется площадь в мм^2, необходимая для определенного теплового сопротивления.

Очень хороший вопрос, который часто упускают из виду. Устройства SOT-223 не очень хорошо рассеивают тепло, поэтому вам нужно уделить особое внимание конструкции и убедиться, что у вас достаточно места для рассеивания тепла, создаваемого устройством. Не размещайте переходные отверстия на контактных площадках, так как они впитают часть припоя при монтаже устройства и могут привести к плохому контакту с контактной площадкой. Также постарайтесь, чтобы расстояние между отверстиями было одинаковым, и убедитесь, что область, на которую вы отводите это тепло, может выдержать его, и это не окажет неблагоприятного воздействия на другие предметы поблизости.

Может ли кто-нибудь дать мне материал для чтения?

• Texas Instruments AN-1028 Методы повышения максимальной мощности силовых агрегатов
• Метод определения мощности, которую SOT23 может рассеивать в приложении
• Сборка блока питания — рекомендации по компоновке
• Руководство Micrel «Сколько площади контактных площадок на печатной плате требуется для моего проекта?»