データシートに規定する接合部から周囲への熱抵抗 RθJA は、おもに各種ドライバの比較または熱性能の概算に役立ちます。ただし、実際のシステム性能は、PCB 層形成 (スタックアップ)、配線、ビア数、サーマル パッド周りの銅面積に応じて、この値よりも良くなったり、悪くなったりします。ドライバが特定の電流を駆動する時間の長さもまた、消費電力や熱性能に影響を与えます。ここでは、定常状態および過渡熱条件での設計方法について考察します。
このセクションのデータは、以下の基準を使用してシミュレーションしたものです:
HTSSOP (DDW パッケージ)
- 2 層 PCB (サイズ 114.3 x 76.2 x 1.6mm)、標準 FR4、1oz (35mm 銅箔厚) または 2oz 銅箔厚。サーマル ビアはサーマル パッドの下にのみ配置 (13 × 5 サーマル ビア アレイ、1.1mm 間隔、0.2mm 直径、0.025mm 銅メッキ)。
- 上層:HTSSOP パッケージのフットプリントと銅プレーン ヒートシンク。シミュレーションでは、上層の銅箔面積を変化させています。
- 下層:ドライバのサーマル パッド下のビアで熱的に接続されたグランド プレーン。下層の銅箔面積は上層の銅箔面積によって変化します。
- 4 層 PCB (サイズ 114.3 × 76.2 × 1.6mm)、標準 FR4。外側プレーンは、1oz (35mm 銅箔厚) または 2oz 銅箔厚。内側プレーンは、1oz で維持されます。サーマル ビアはサーマル パッドの下にのみ配置 (13 × 5 サーマル ビア アレイ、1.1mm 間隔、0.2mm 直径、0.025mm 銅メッキ)。
- 上層:HTSSOP パッケージのフットプリントと銅プレーン ヒートシンク。シミュレーションでは、上層の銅箔面積を変化させています。
- 中間層 1:サーマル パッドとビアで熱的に接続された GND プレーン。グランド プレーンの面積は、上面の銅箔部分の面積によって異なります。
- 中間層 2:電源プレーン、熱的接続なし。電源プレーンの面積は、上層の銅箔面積によって異なります。
- 下層:TOP プレーンおよび内部 GND プレーンからビア スティッチングで熱的に接続された信号層。下層のサーマル パッドは上層の銅箔部分と同じサイズ。
DDW パッケージについてシミュレーションした基板の例を 図 8-1 に示します。表 8-1 は、各シミュレーションに沿って変化させた基板の寸法を示します。
表 8-1 DDW パッケージの寸法 A| 銅 (Cu) 面積 (cm2) | 寸法 A (mm) |
|---|
| 2 | 19.79 |
| 4 | 26.07 |
| 8 | 34.63 |
| 16 | 46.54 |
32 | 63.25 |