Warum machen sie spiralförmige Spuren zum LTZ1000?

Ich habe Google-Bilder des Spannungsreferenz-IC LTZ1000 durchsucht . Ich habe gesehen, dass in einigen der Leiterplatten die Leiterbahnen, die zum LTZ1000 führen, spiralförmig sind und ausgeschnittene Lücken zwischen ihnen verbleiben. Was ist der Grund dafür?

Es soll den Wärmegradienten über das Gerät reduzieren.

Eine längere, gewundene Strecke transportiert weniger Wärme zum und durch den Teil als eine kurze, gerade Strecke. Beachten Sie auch, dass das PCB-Substrat zwischen den Leiterbahnen abgefräst wurde. Die Leiterplatte leitet wahrscheinlich den größten Teil der Wärme.

Wir denken normalerweise an eine Leiterplatte, die hauptsächlich die elektrische Funktion des Verbindens der Teile und die mechanische Funktion des sicheren Haltens dieser Teile erfüllt. Da der Herstellungsprozess einfach, zuverlässig und genau ist, eignen sich Leiterplatten auch für solche einfachen maschinenbaulichen Aufgaben.

Das Datenblatt sagt:

Thermoelementeffekte sind eines der schlimmsten Probleme und können scheinbare Abweichungen von vielen ppm / ° C verursachen sowie niederfrequentes Rauschen verursachen. Die Kovar-Eingangsleitungen des TO-5-Gehäuses bilden Thermoelemente, wenn sie an Kupfer-Leiterplatten angeschlossen werden. Diese Thermoelemente erzeugen Leistungen von 35µV / ° C. Es ist zwingend erforderlich, die Zener- und Transistorleitungen auf der gleichen Temperatur zu halten, da ansonsten bei diesen Thermoelementen leicht Verschiebungen der Ausgangsspannung von 1 ppm bis 5 ppm zu erwarten sind.

Das aufwändige Board-Design scheint diesem Thermoelement-Effekt also gezielt entgegenzuwirken. Die dünnen Zuleitungen und Ausschnitte erhöhen den Wärmewiderstand vom Rest der Platine zum Gerät, und die kreisförmigen Muster in der Nähe und darunter versuchen, die Grundfläche in einem hochleitfähigen Bereich zu halten.

Neben den genannten Gründen (thermische EMK, hauptsächlich mechanische Beanspruchungen, die meines Erachtens bei TO5 weniger ins Gewicht fallen als bei einer SMT-Referenz) wird auch der Stromverbrauch gesenkt. Der LTZ1000 wird normalerweise in einem (intern) ofenbetriebenen Modus mit einem Chip von möglicherweise 70 ° C betrieben, sodass er eine Hauptwärmequelle auf der Platine mit relativ großen (für einen Präzisionskreis) Wärmemengen darstellt, die vom Gerät radial nach außen zur umgebenden Leiterplatte fließen . Durch Reduzieren der Wärmeverluste durch die Platine (und Festhalten der Platine an den Zuleitungen und mit etwas wie einer Erdungsebene) können Störungen und Verluste minimiert werden.

Durch Erhöhen des Wärmewiderstands in Bezug auf die Wärmemasse an der Packung kann der Temperaturregler die Temperatur des Chips (und damit der vergrabenen Zenerbezugsstelle) konstanter halten, wenn alle anderen Dinge gleich sind.

Schließlich gibt es in einer typischen LTZ1000-Anwendung andere Teile, die durch Wärmegradienten auf der Leiterplatte beeinträchtigt werden können, die durch ein Teil mit großer und variierender Verlustleistung verursacht werden. Die thermische Isolation hilft auch dabei.

Natürlich ist es unter Stabilitätsgesichtspunkten möglicherweise besser, den gesamten Kreislauf zu backen (keine Leckage, es sei denn, der 'Ofen' kann auch abkühlen), aber das ist oftmals unpraktisch. Eine Reihe von LTZ1000-Geräten kann verwendet werden, um eine etwas bessere Stabilität zu erzielen (im Idealfall verbessert sich die Quadratwurzel der Anzahl der Geräte) - teuer, aber nicht im Bereich der Coulomb-Blockade-Geräte.

Zusätzlich zur Minimierung der direkten thermischen Effekte wird die Leiterplatte abgefräst, um die mechanische Belastung zu minimieren, die durch die Ausdehnung und Kontraktion des Restes der Leiterplatte auf die Leiterplatten ausgeübt wird. Solche Spannungen können auf das Gehäuse und direkt auf das Silizium im Inneren übertragen werden, was unerwünschte Spannungsoffsets verursacht.

Dave Jones diskutiert dies in einem kürzlich erschienenen EEVblog-Video .