パワーSMD MOSFETに適切なヒートシンクを提供するためにPCB上で必要な銅の面積をどのように決定しますか？

IRFR5305PBFパワーMOSFET（http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfr5305pbf.pdf）を使用して負荷をオンにする予定です。Rthsa <29 C / Wの外部ヒートシンクが必要であると判断しました。

<29 C / Wの熱抵抗を提供するために必要なPCB上の銅の面積を決定するにはどうすればよいですか？

GoogleとIEEEデータベースで検索しようとしましたが、記事ではこの計算方法が明確に示されていません。

編集：私は、上部と下部に1オンスの銅、内部層に0.5オンスの銅を持つ4層PCBを使用しています。

残念ながら、あなたの質問に対する簡単な答えはありません。問題には、考えられるすべての構成を測定または特性化するための変数が多すぎます：FR4の厚さ、銅プレーン層の数、プレーン層間のビアの数、ボード上の空気流量、吸気温度、他の近くの部品などの熱の寄与など。

標準的な試験方法はありますが、これらは主に熱拡散要素として銅層のない裸のFR4を使用するため、実際の状況にはほとんど関係ありません。また、さまざまなベンダーが特定の構成の値を公開しています。たとえば、リンクしたデータシートは、IRFのAN-994を参照しており、その会社が提供するさまざまなパッケージの熱抵抗値を示しています。ただし、標準のテスト条件では2オンスを使用していることに注意してください。外層の銅。

リニアテクノロジーは、有益な熱結果を公開する別の会社です。FETと同じパッケージに部品の1つがあり、データシートを確認できる場合、最上層と最下層のさまざまなサイズのヒートスプレッダーの熱抵抗の表が得られます。

たとえば、IRPパーツのDPAKとはまったく異なるDDPAKパッケージの場合、次のようになります。

（LT1965データシートから、テスト条件の詳細についてはそこを参照してください）

少なくとも、29 C / W未満に到達するのはやや難しいことがわかります。達成された線形結果の唯一のテスト条件は、最上層と最下層の両方に4平方インチの銅を必要としました。

しかし、繰り返しますが、気流などの要因がアプリケーションの実際の結果に強く影響するため、これらの数値のみをガイドラインとして数えることができます。

SMTヒートシンク（たとえば、AavidのDPAKデバイス用のヒートシンク）が仕様に合っていることを確認することをお勧めします（もちろん、十分なエアフロー/対流が必要です）。

PCBの銅領域だけで、Fairchildのこのようなappnotesを確認できますが、必要な領域がかなり大きい（> 1平方インチ）ので、おそらくヒートシンクの良い保証ではないと思われます。

ロバートコルマンは、セクションV-熱に関する考慮事項の電源装置のレイアウトに関する考慮事項の構築で、この主題について2、3ページを提供しています。

私は自分でこれをやったことはありませんが、この論文を思い出しました。彼はいくつかの例を提供しているので、おそらくこれをあなたのケースに移すことができると思います。

以下は、デバイスの下に4つのレイヤーとビアを使用することを提案する興味深い記事です。AN10874-LFPAK MOSFET熱設計ガイド-アプリケーションノート