SOT-223 Thermal Pad and Vias

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Estoy usando un LDO con una huella de SOT-223 y como podría calentarse, quería hacer una buena almohadilla térmica debajo para disipar ese calor. Busqué en Google y solo encontré almohadillas térmicas, pero quería algunas pautas sobre vías térmicas para disipar el calor a otras capas. ¿Podría alguien darme algún material de lectura? Quiero saber a qué distancia hay que colocar las vías entre sí, cuántas vías usar y el tamaño de las mismas.

EDITAR: La parte es el MCP1703, pero creo que esta pregunta está más relacionada con la huella que con la parte en sí misma

    
pregunta mFeinstein

3 respuestas

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Primero, un par de respuestas (al menos en el primer borrador) parecen haber confundido SOT-223 con SOT-23. SOT-23 es un paquete muy pequeño diseñado más para tamaños pequeños que para disipación de calor. SOT-223 también es bastante pequeño, pero tiene una pestaña térmica sustancial:

LasfuentesdifierenenlaspropiedadestérmicasrealesdeSOT-223.LanotadeaplicacióndeTIAN-1028citadaporGarrettproporcionaunaresistenciatérmicadeuniónaambiente(\$\theta_{JC}\$)de12C/W.LanotadeaplicacióndeMicrochipAN792tambiéncitadaenlarespuestadeGarrettda57C/W.OtrahojadedatosdeTI,parael TLV1117 , da 104 C / W.

La razón principal de esta discrepancia es que la resistencia térmica no solo depende del paquete, sino también del tamaño de las almohadillas de cobre disponibles para servir como disipador de calor para la pieza, como se muestra en este gráfico tomado de la aplicación TI nota:

El número 12 C / W es aparentemente el límite asintótico de esta curva. Tenga en cuenta que requiere 2 oz de cobre y probablemente 2 en 2 o más de área de cobre para alcanzar ese valor.

Para finalmente llegar a tu pregunta, cómo colocar la almohadilla del disipador de calor, en una importancia que disminuye aproximadamente:

  • Cuanto más grande sea la almohadilla que pueda caber en su diseño, mejor.
  • El cobre más pesado es mejor (por ejemplo, 2 oz en lugar de 1 oz de cobre).
  • Cuando se conecte a través de una almohadilla térmica en el lado opuesto de la placa, use muchas vías. Como regla general, recomendaría espaciar las vías en una cuadrícula de 50 mil o menos, en toda el área de la almohadilla.
  • Utilice vías más grandes que el tamaño mínimo. Como regla general, trataría de usar al menos 8 mil a través del diámetro y usar de 10 a 18 mil por preferencia. Las vías extremadamente grandes, por supuesto, terminan reduciendo el área de la almohadilla, por lo que hay un límite en cuanto al tamaño al que quieres ir.
  • Coloque la parte que genera calor lo más cerca posible del centro de la almohadilla térmica.

Finalmente, en contraste con la sugerencia en otra respuesta, haría mi diseño de esta manera:

  • Determine los voltajes de entrada y salida de su regulador y la corriente de operación. A partir de esto, determine el requisito de potencia.

  • Determine la temperatura ambiente máxima donde operará su circuito.

  • Determine la temperatura máxima de la unión en la que puede operar. Por lo general, esto es 125 C en la hoja de datos, pero es posible que desee reducir la velocidad en 25 C o más para dar un margen de diseño y mejorar la confiabilidad.

  • Ahora elija un paquete y diseñe un diseño que le permita alcanzar la temperatura máxima de la unión operativa.

En particular, no es posible determinar el aumento de temperatura hasta que después de haya elegido un paquete.

    
respondido por el The Photon
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¿Puedes publicar la parte?

El mejor consejo que puedo ofrecer es entender primero que la disipación de LDO está simplemente relacionada con (Vin-Vout) * Iout, donde Vin es el voltaje de entrada, Vout es el voltaje de salida y Iout es la corriente de salida. En general, no debería preocuparse demasiado por menos de 500 mA. Sin embargo, puede tomar la hoja de datos del LDO y observar la resistencia térmica. Esto le indica exactamente cuál será el aumento de temperatura dada una cierta disipación de vataje. Puedes calcular la disipación con la fórmula de arriba. Por ejemplo, LM7805 tiene 5 grados por vatio. Por lo tanto, puede esperar un aumento de 5 grados por cada vatio que calcule que se disipe.

Entonces, lo que haría si fuera tú:

1) Calcule la disipación de vataje esperada. Sé conservador.

2) Calcule el aumento de temperatura esperado. Cualquier cosa 40-50 grados probablemente no es un problema en absoluto. Cerca de 90 grados y sobre ti casi tienes que cuidarlo.

3) Elige el paquete correcto. Diferentes partes tienen diferentes paquetes, cada uno con diferente resistencia térmica. Por lo general, los paquetes más grandes y aquellos con lengüetas para disipar la energía tienen menor resistencia, por lo tanto, se calentarán menos. Si la temperatura no es aceptable, es posible que deba elegir otra parte.

Mire el siguiente video de Dave en EEVblog. Dave hace un trabajo increíble al explicar todos los términos y cómo hacer el diseño. Debería cubrir todo lo que necesita.

Específicamente para abordar sus vías, claramente más vías permiten que se sumerja más calor a otros planes y, por lo tanto, aumente el disipador térmico, pero es importante saber cuánta área necesita. Las hojas de datos a menudo recomiendan el área en mm ^ 2 requerida para cierta resistencia térmica.

    
respondido por el Gustavo Litovsky
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Muy buena pregunta y una a menudo pasada por alto. Los dispositivos SOT-223 no disipan el calor muy bien, por lo que es necesario que presten más atención al diseño y se aseguren de tener suficiente espacio para disipar parte del calor que crea el dispositivo. No coloque las vías en las almohadillas, ya que éstas absorberán parte de la soldadura cuando esté montando el dispositivo y pueden hacer que no haga buen contacto con la almohadilla. Además, trate de mantener un espacio uniforme entre las vías y asegúrese de que el área a la que está desviando este calor pueda manejarlo y no afectará negativamente a otros elementos cercanos.

  

¿Podría alguien darme algún material de lectura?

respondido por el Garrett Fogerlie

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