Големи струјни плочи за струја Делумен густ бакар технологија; Производство на електроника плочи за струење; Електроникат

09 ноември 2015 година, 08:17 часот | Алфред Голдбахер

Бројни индустриски апликации не само што бараат многу енергија, туку и контролираат логика на истата плоча. Ова е местото каде што се користи Wirelaid технологијата, бидејќи може да се користи за ладење на компонентите за напојување, како и за минијатуризација на системот.

Популарната изрека „многу помага многу“ ги достигнува своите граници во секојдневниот живот исто колку што достигнува и во технологијата на коло. Многу бакар е исто толку вреден во однос на капацитетот за носење на струја, како и во ефективното ладење на компонентите на моќноста. Како што веќе е прикажано во [1], густиот бакар е скап и на надворешните слоеви не е погоден за SMD технологија.

Сл. 1. Тест серијата се заснова на табла за проценка од Вирт Електроник, на која се испитува моќниот модул MagI3C, вклучително и надворешни кола, за термичко оптоварување со помош на термо-камера.

Ова е местото каде делумната густа технологија на бакар Wirelaid ги покажува своите предности: Повисоките пресеци на бакар се даваат само на местата каде што се потребни - т.е. директно на компонентата на напојувањето, со цел да се избегнат жариштата и да се зголеми сигурноста и работниот век на компонентите. Следното го покажува потенцијалот на оваа опција за дизајн врз основа на експеримент.

Конфликтни барања за дизајн

Дизајните на современи компоненти на моќност - на пр., МОСФЕТ-ови во куќиштето на Д²ПАК - имаат големи пресеци на бакар одвнатре и голема централна топлинска подлога однадвор. Како резултат, топлината што се создава во куќиштето на чипот поради загубата на електрична енергија може да се потроши од куќиштето со најмал можен термички отпор. Во понатамошниот тек на термичката патека, термичките отпори мора да се оптимизираат за да може да се случи ефикасно ладење. Добра топлинска спојка со плочата за струјни плочи се постигнува преку рамно лемење без меурчиња на контактната подлога. За да може да се дистрибуира топлината од таму, повторно се потребни големи пресеци на бакар. Сепак, ова е во спротивност со барањата за фин спроводник на компонентите за напојување монтирани на површината и на понатамошните кола за SMD (Слика 1).

Овој чин на балансирање успева со делумната густа технологија на бакар Wirelaid: Заварувањето на жиците на задниот дел од бакарна фолија се покажува како исклучително поволно за да се дисипира топлината директно под грејната подлога на компонентата. Ова значи дека нема потреба од топлинска виа во подлогата за лемење, со сите познати недостатоци. Овој пристап работи и со тесна низа компоненти на моќност, под услов контактите со термичката подлога да се во ист потенцијал.

Стандардна плоча во функција, слики 2 до 4

Ефектот е преку со Слики 2, 3 и 4 Демонстрирана снимена тест серија: Во таблата за евалуација прикажана на слика 1, вклучена е моќна компонента со номинална загуба на моќност од 16,5 W/cm² и се наб observedудува со камера за термичка слика. По околу пет секунди можете да ги видите закопаните жици лево и десно од компонентата (слика 2), бидејќи тие се загреваат поради дисипација на загубата на топлина. Ако експериментот се продолжи додека не се загрее до максимум, стандардната плоча за коло (Слика 3) покажува јасно жариште. Додека плочата Wirelaid (слика 4) покажува целокупно повисоко ниво на температура, компонентата останува значително поладна: ладењето работи.

Изразено во бројки: Температурата на енергетската компонента е 17 К пониска со закопаните жици за ладење Wirelaid, што одговара на продолжување на работниот век за четири пати. Ако компонентата што се користи во тест-серијата е управувана на границата на спецификацијата, тогаш Wirelaid пристапот може да се искористи за спроведување на удобно животно осигурување во многу поволни услови.

Заштедете ги трошоците на системот

Во споредба со стандардната дебела плоча на бакарни кола, Wirelaid колоната плоча, исто така, постигнува резултати со аргументи специфични за трошоците, и уште повеќе ако споредбата на трошоците е направена на ниво на систем. Андреас Шилп, одговорен менаџер на производи за Wirelaid и високо-струјни производи во Würth Elektronik, исто така го подвлекува овој аспект: „Најголемиот потенцијал за заштеда на технологијата Wirelaid влегува во игра пред сè со покомплексни системи“.

Ова откритие може јасно да се илустрира ако се споредат системските трошоци на повеќеслојно коло со шест слоја и логички модул со оние на еквивалентна Wirelaid плоча за коло (табела).

Табела Споредбата на двете решенија покажува која заштеда може да се постигне со дизајни на плочки за печатени кола имплементирани со технологијата Wirelaid.

Како студија на случај, оваа споредба се базира на шестслојно повеќеслојно коло во кое бакарни слоеви со дебелина од 105 μm ја преземаат задачата со голема струја. Логиката е имплементирана на модул со ултра фина жична технологија и е контактиран на главната плоча преку конектори. Во случај на адекватно решение со Wirelaid, сепак, логичкиот модул може да биде целосно интегриран во слојот на склопот благодарение на опцијата за фини линии. „На овој начин се елиминира технологијата за поврзување, како и сите други трошоци на системот за модулот и бракот“, објаснува Андреас Шилп. „Во овој пример, трошоците можат практично да се преполоват.“ Постојат и други предности поврзани со системот, кои произлегуваат од помалата количина бакар, т.е. помалиот капацитет на топлина:

Значително поедноставување на процесот на лемење, како и заштеда на трошоците на процесот за специјални процеси на лемење и поголем принос
Рачно и селективно лемење е можно - исто така и за поправки
Забележително намалување на телесната тежина

Сумирајќи, постојат можности за намалување на трошоците на ниво на систем преку интеграција на логички модули, дополнително преку заштеда на кабли и технологија за поврзување, како и преку намалување на големината на плочката за струја поради помалото барање за простор.

литература

[1] Заварување на бакарни жици на бродот. Електроник 2015, Х.20, стр. 48.
[2] Вестенкирхнер,. .; Голдбакер, А.: Избегнување тесни грла. Електроник 2014, бр.24, стр. 45.
[3] Вестенкирхнер, Ј.: Бајпаси за големи текови. Електроник 2010, бр 26, стр 20.