Por que eles traçam o LTZ1000 em forma de espiral?

Eu estava navegando nas imagens do Google do IC de referência de tensão LTZ1000 . Vi que em alguns dos PCBs, os traços que vão para o LTZ1000 estão em forma de espiral e são deixados espaços entre eles. Qual é a razão por trás disso?

É para reduzir o gradiente térmico em todo o dispositivo.

Uma trilha sinuosa mais longa levará menos calor para a peça e através dela do que uma trilha reta curta. Observe também que o substrato PCB foi fresado entre as faixas; o PCB provavelmente conduz a maior parte do calor.

Normalmente, pensamos em um PCB executando principalmente a função elétrica de conectar as peças e a função mecânica de segurá-las com segurança. Como o processo de fabricação é simples, confiável e preciso, os PCBs também são úteis para tarefas simples de engenharia mecânica como essa.

A folha de dados diz:

Os efeitos do termopar são um dos piores problemas e podem gerar desvios aparentes de muitos ppm / ° C, além de causar ruído de baixa frequência. Os cabos de entrada kovar do pacote TO-5 formam termopares quando conectados a placas de PC de cobre. Esses termopares geram saídas de 35µV / ° C. É obrigatório manter os condutores zener e transistor na mesma temperatura, caso contrário, mudanças de 1ppm a 5ppm na tensão de saída podem ser facilmente esperadas desses termopares.

Portanto, o design elaborado da placa parece contrariar esse efeito de termopar. Os fios e recortes finos aumentam a resistência térmica do resto do cartão para o dispositivo, e os padrões circulares próximos e embaixo dele tentam manter a pegada em uma região altamente condutora.

Além das razões apontadas (EMFs térmicas, principalmente, tensões mecânicas que considero menos problemáticas no TO5 do que em uma referência SMT), também reduzirá o consumo de energia. O LTZ1000 é normalmente executado em um modo forno (internamente) com a matriz a talvez 70 ° C, por isso é uma importante fonte de calor na placa com quantidades relativamente grandes (para um circuito de precisão) de calor que flui radialmente para fora do dispositivo para a PCB circundante . Ao reduzir as perdas térmicas através da placa (e manter a placa nas pontas sólida e com algo como um plano de terra), as perturbações e perdas podem ser minimizadas.

Ao aumentar a resistência térmica em relação à massa térmica na embalagem, o controlador de temperatura poderá manter a temperatura da matriz (e, portanto, a junção de referência zener enterrada) mais constante, sendo todas as outras coisas iguais.

Finalmente, em uma aplicação típica do LTZ1000, haverá outras partes que podem ser afetadas por gradientes térmicos na placa de circuito impresso causados ​​por uma peça com dissipação de energia grande e variável. O isolamento térmico também ajuda nisso.

Obviamente, cozinhar o circuito inteiro pode ser melhor do ponto de vista da estabilidade (embora não haja vazamentos, a menos que o 'forno' também esfrie), mas isso geralmente é impraticável. Uma matriz de dispositivos LTZ1000 pode ser usada para obter uma estabilidade um pouco melhor (idealmente melhorando com a raiz quadrada da quantidade de dispositivos) - caro, mas não na faixa de dispositivos de bloqueio Coulomb.

Além de minimizar os efeitos térmicos diretos , o PCB é fresado, a fim de minimizar o estresse mecânico causado pelos cabos pela expansão e contração do restante do PCB. Tais tensões podem ser transmitidas para a embalagem e diretamente para o interior do silicone, causando desvios indesejados de tensão.

Dave Jones discute isso em um vídeo recente do EEVblog .