Пятница, 10 Июля
+30...+27
Температура воды
в море онлайн
Курсы валют
в банках Актау

  • $1 = 412.55 KZT
  • €1 = 465.73 KZT
  • 1 RUB = 5.79 KZT
  • Телефон редакции:
  • +7 (7292) 505 085 | site@lada.kz
  • Дежурный журналист:
  • +7 (707) 9 505 085
  • Реклама: +7 707 9 601304
 

Пристальное внимание к достижениям в области мощных печатных плат

Просмотров:549 Опубликовано: 17-03-2020, 11:54
Пристальное внимание к достижениям в области мощных печатных платВ технологии печатных плат произошли значительные улучшения, которые особенно актуальны для электроники. И если вы задумались о покупке таких плат рекомендуем заглянуть на сайт компании «А КОНТРАКТ».

Наиболее важным из последних достижений это разработка новых подложек для плат, способных выдерживать высокие температуры, наряду с металлическими сердечниками для улучшенной теплопередачи, а также выборочно наносить более толстую медь на определенные дорожки, площадки или плоскости для увеличения токонесущей способности. Чтобы получить максимальную отдачу от этих достижений, требуется более глубокое понимание того, как изготавливаются платы в целом.

Печатные платы (PCB) изготавливаются из самых разнообразных материалов и популярным форматом, когда нужна высокая надежность, прочность изоляции и температурные характеристики. Такими является FR-4, в котором подложке тканая стеклоткань, пропитанная эпоксидной смолой. Когда подложка полностью отверждена с помощью медной фольги, ламинированной сверху и снизу, то она называется сердцевиной. Если эпоксидная смола не отверждена и медь находится только на одной стороне, то это называется препреги и он предназначен для горячего прессования с сердечником для формирования многослойной платы.

Существуют две вещи, которые в наибольшей степени ограничивают верхний температурный рейтинг печатной платы. Это разница в коэффициентах теплового расширения, CTE, между медью и подложкой, и она должна быть приспособлена клеем, соединяющим эти два элемента, и тип подложки. Стандартная эпоксидная смола, используемая в FR-4 и имеет температуру стеклования, Tg, равную 130 C, от которой она становится жесткой до значительно более гибкой и, что еще хуже, также испытывает резкое увеличение CTE. Длительная эксплуатация вблизи, намного меньше, Tg в конечном итоге приведет к выходу платы из строя из-за трещин и следов разрыва, межслойные шорты и даже полное отслоение меди от подложки. Несмотря на то, что этилированный припой требует нагревания до 225 C во время пайки инфракрасным оплавлением, чтобы полностью увлажнить соединения, проблемы со стандартной 130 C Tg FR-4 возникали редко.

Печатные платы с металлическим сердечником (более формально известные как изолированные металлические подложки), используют иной подход к управлению температурой, улучшая теплопроводность самой платы. Это позволяет плате более эффективно передавать тепло от компонентов к окружающей среде, уменьшая размеры дополнительных радиаторов или даже полностью исключая их. Плата с металлическим сердечником использует металлическую пластину в качестве сердечника платы FR-4. Металлическая пластина намного толще, чем медная фольга, используемая для следов, - обычно от 0,8 мм до 1,6 мм, и чаще всего это алюминий или медь.

Поскольку металлический сердечник обеспечивает значительную жесткость, между ним и медным слоем меди может использоваться очень тонкий диэлектрический слой, чтобы обеспечить электрическую изоляцию при гораздо более высокой теплопроводности, чем эквивалентная толщина стекловолокна и эпоксидной смолы в стандарте FR-4. Конечным результатом является резкое увеличение теплопроводности с типичного значения 0,25 Вт / мК (Вт на метр Кельвина) для FR-4 до 3 Вт / мК для односторонней платы с металлическим сердечником.

Однако, что большая часть этого преимущества в улучшенной теплопроводности теряется при переходе на двухстороннюю плату. Другая потенциальная проблема заключается в том, что само ядро, является электропроводящим, поэтому труднее обеспечить хорошую электрическую изоляцию между ним и сквозными отверстиями или сквозными отверстиями компонента. Некоторые производители плат укладывают все чередующиеся слои меди и диэлектрической пленки на одну сторону сердечника, чтобы поддерживать низкое тепловое сопротивление между сердечником и радиатором и обходят проблему сквозной изоляции.

Это происходит за счет более высокого теплового сопротивления между тепловыделяющим компонентом и сердечником. Таким образом, печатные платы с металлическим сердечником, лучше всего зарезервированы для относительно простых устройств силовой электроники, которым не нужно слишком беспокоиться о проблемах целостности сигнала или поддерживать жесткий контроль над паразитными индуктивностями и емкостями.

Платы, которые могут противостоять более высоким температурам или более эффективно отводить тепло, безусловно, являются желанными усовершенствованиями для инженеров силовой электроники, но большой Kahuna - это способность переносить больший ток для заданной ширины трассы, и именно это являются тяжелыми медными печатными платами.

Существует три способа увеличить толщину меди на печатной плате: - использовать более толстую фольгу для пустой доски; - нанесение дополнительной меди на плату после травления; - нанесение дополнительной меди только на следы и прокладки, которые на самом деле несут большой ток.

Первый подход быстро становится несостоятельным с увеличением толщины меди. Начиная с чистой медной фольги толщиной 0,7 мм. Затем вытравливая ее на подложку для формирования отдельных дорожек, потребуется много времени, а также результат при сильном подрезании следов. Следовательно, нанесение большего количества меди на уже просверленную и протравленную доску представляется предпочтительным процессом, хотя главная оговорка здесь заключается в том, что медь также будет осаждаться на боковых стенках следов и сквозных отверстий, уменьшая расстояние между следами и, возможно, закрывая отверстия. Следовательно, для тяжелых и экстремальных медных плат, требуются более щедрые правила «следов».

С этим связана проблема, заключающаяся в том, что минимальный размер прокладок, следов и переходных отверстий увеличивается с увеличением веса готовой меди, пока не станет невозможным разместить более мелкие компоненты. Тем не менее, обе вышеупомянутые проблемы улучшаются, если не устраняются, путем выборочного нанесения тяжелой меди только на те следы, которые в ней нуждаются. Теперь плата может иметь, скажем, медь на 10 унций для силовой схемы и медь на 1 унцию для схем поддержки, которые должны находиться в непосредственной близости, таких как драйверы затвора, формирование сигнала обратной связи.

Это идеальное решение, по трем основным вопросам: ни программному обеспечению PCB CAD, ни трафаретным принтерам с паяльной пастой, ни машинам для захвата. При размещении никогда раньше не приходилось сталкиваться с различными толщинами меди на одной плате. В зависимости от программного обеспечения САПР и машины PnP. Последним недостатком является цена селективной тяжелой меди и по крайней мере один поставщик плат предупреждает, что стоимость может быть неприятной для всех, кроме военных и аэрокосмических приложений.

Тем не менее, потенциальное сокращение трудозатрат на сборку (за исключением нанесения паяльной пасты), наряду с улучшенным отводом тепла и более тесной интеграцией силовых и опорных цепей, может перевесить более высокую стоимость селективной тяжелой меди до такой степени, что она неотразима даже для печально известных затрат.

Поделись с другими:

Комментарии ( 0 )

Содержание комментариев не имеет отношения к редакционной политике Лада.kz.
Редакция не несет ответственность за форму и характер комментариев, оставляемых пользователями сайта.

Скрыть комментарии

Оставьте свой комментарий первым.

 
 

Оставить свое мнение

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.
Зарегистрируйтесь либо авторизируйтесь.