Pourquoi font-ils des traces de LTZ1000 en forme de spirale?

Je parcourais les images Google du CI de référence de tension LTZ1000 . J'ai vu que dans certains PCB, les traces qui vont au LTZ1000 sont en forme de spirale et des espaces découpés sont laissés entre eux. Quelle est la raison derrière cela?

Il s'agit de réduire le gradient thermique à travers l'appareil.

Une piste plus longue et sinueuse transportera moins de chaleur vers et à travers la pièce qu'une piste droite courte. Notez également que le substrat de PCB a été fraisé entre les rails; le PCB conduit probablement la majeure partie de la chaleur.

Nous considérons normalement un PCB comme remplissant principalement la fonction électrique de connexion des pièces entre elles et la fonction mécanique de leur maintien en toute sécurité. Comme le processus de fabrication est simple, fiable et précis, les PCB sont également utiles pour de simples tâches d'ingénierie mécanique comme celle-ci.

La fiche technique dit:

Les effets de thermocouple sont l'un des pires problèmes et peuvent donner des dérives apparentes de plusieurs ppm / ° C et provoquer des bruits de basse fréquence. Les fils d'entrée kovar du boîtier TO-5 forment des thermocouples lorsqu'ils sont connectés à des cartes de circuits imprimés en cuivre. Ces thermocouples génèrent des sorties de 35µV / ° C. Il est obligatoire de maintenir les fils du zener et du transistor à la même température, sinon des décalages de 1 ppm à 5 ppm de la tension de sortie peuvent facilement être attendus de ces thermocouples.

La conception élaborée de la carte semble donc spécifiquement contrer cet effet de thermocouple. Les fils et les découpes minces augmentent la résistance thermique du reste de la carte à l'appareil, et les motifs circulaires à proximité et en dessous tentent de garder l'empreinte dans une région hautement conductrice.

Outre les raisons invoquées (les CEM thermiques, principalement, les contraintes mécaniques, je pense, sont moins problématiques avec TO5 qu'avec une référence SMT), cela réduira également la consommation d'énergie. Le LTZ1000 fonctionne normalement en mode four (interne) avec la puce à peut-être 70 ° C, c'est donc une source de chaleur majeure sur la carte avec des quantités de chaleur relativement vastes (pour un circuit de précision) circulant radialement vers l'extérieur de l'appareil vers le PCB environnant . En réduisant les pertes thermiques à travers la carte (et en gardant la carte aux fils solides et avec quelque chose comme un plan de masse), les perturbations et les pertes peuvent être minimisées.

En augmentant la résistance thermique par rapport à la masse thermique de l'emballage, le contrôleur de température pourra maintenir la température de la filière (et donc la jonction de référence zener enterrée) plus constante, toutes choses égales par ailleurs.

Enfin, dans une application typique du LTZ1000, il y aura d'autres pièces qui pourraient être affectées par des gradients thermiques sur le PCB causés par une pièce avec une dissipation de puissance importante et variable. L'isolation thermique y contribue également.

Bien sûr, la cuisson au four de l'ensemble du circuit pourrait être meilleure d'un point de vue de la stabilité (pas de fuite cependant, à moins que le `` four '' ne refroidisse aussi), mais c'est souvent peu pratique. Un ensemble de dispositifs LTZ1000 peut être utilisé pour obtenir une stabilité un peu meilleure (idéalement améliorée avec la racine carrée de la quantité de dispositifs) - cher mais pas dans la gamme des dispositifs de blocage Coulomb.

En plus de minimiser les les effets thermiques , le PCB est fraisé afin de minimiser la contrainte mécanique qui est exercée sur les fils par l'expansion et la contraction du reste du PCB. Ces contraintes peuvent être transmises au boîtier et directement au silicium à l'intérieur, provoquant des décalages de tension indésirables.

Dave Jones en parle dans une récente vidéo EEVblog .