Kamoo Copper Coin PCB e Ntlafatsang Phallo ea Mocheso ho Lisebelisoa tsa Matla

Selelekela: The Thermal Challenge in Power Semiconductors

Di-semiconductor tsa motlakase tse kang disebediswa tsa IGBT, MOSFET, SiC, le GaN di hlahisa mocheso o moholo nakong ya tshebetso. Ha maqhubu a ho fetola a ntse a eketseha mme matla a ntse a eketseha, tsamaiso e sebetsang ya mocheso e ba ya bohlokwa bakeng sa botshepehi le tshebetso ya sesebediswa. Di-substrate tsa setso tsa FR4 PCB di hlahisa mefokolo ya tlhaho ho qhalaneng ha mocheso ka lebaka la ho tsamaisa ha tsona mocheso ka tlase ho hoo e ka bang 0.3 W/mK, ha ho bapiswa le 400 W/mK ya koporo.

Mocheso o tlameha ho feta ka har'a mekhahlelo e mengata ea dielectric le libakeng tse nang le resin e ngata pele o fihla meahong ea ho pholisa ea kantle, ho theha litsela tse telele tsa mocheso le khanyetso e phahameng ea mocheso. Theknoloji ea PCB ea tšepe ea koporo e sebetsana le bothata bona ba mocheso ka ho kenya lisilindara tse tiileng tsa koporo ka kotloloho tlas'a libaka tsa ho kenya lisebelisoa tsa motlakase, ho theha tsela e otlolohileng ea ho tsamaisa mocheso ho tloha kopanong ea semiconductor ho ea sinki ea mocheso kapa chassis.

Melawana ya Copper Coin PCB Thermal Dissipation Principles

Mokhoa o otlolohileng oa ho tsamaisa mocheso o otlolohileng

Monyetla o ka sehloohong oa ho qhalana ha mocheso oa koporo oa PCB ke ho theha borokho bo tsoelang pele ba mocheso o kopanyang karolo ea solder pad ho ea tlase koporo lera kapa kantle mocheso teba segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo. Ha e kenngoa ka har'a PCB stackup, chelete ea tšepe ea koporo e fana ka thepa e phahameng ea conductivity e fetisang botenya ba boto ka ho toba ka tlas'a sesebelisoa se hlahisang mocheso, e leng se nolofalletsang ho fetisa mocheso ka potlako ka mocheso oa koporo oa 400 W / mK.

Thermal Performance Papiso

Meralong e tloaelehileng ea PCB, mocheso o tlameha ho tsamaea ka mahlakoreng ka mesaletsa ea koporo le ho ea holimo ka likarolo tse kopaneng tsa fiberglass-resin. Tsela ena e pota-potileng e hlahisa khanyetso e matla ea mocheso. Le hoja li-vias tsa mocheso li boetse li theha litsela tsa mocheso tse otlolohileng, li lula sebakeng se lekanyelitsoeng sa boto 'me li hlahisa maqhama pakeng tsa koporo e pentiloeng le lisebelisoa tsa motheo.

Chelete e tiileng ea koporo e fana ka sebaka se phahameng sa ho tšela mocheso bakeng sa phetisetso ea mocheso le ho tlosa likheo tsa moea le lipokotho tsa resin tse fokotsang ka katleho e fapaneng. Teko e bonts'a hore meaho ea lichelete tsa tšepe ea koporo e fihlella 30-50% e tlase ea ho hanyetsa mocheso ho bapisoa le mocheso o lekanang ka meralo ea lits'ebetso tsa semiconductor ea matla.

Moralo oa Sebopeho sa PCB ea Copper Coin bakeng sa ho Fetisa Mocheso o Molemo

Tlhophiso e kentsoeng ea Chelete ea Koporo

Lichelete tsa tšepe tsa koporo tse kentsoeng ke li-cylinders tse kentsoeng ka har'a likoti ka har'a lisebelisoa tsa mantlha tsa PCB. Chelete ea tšepe hangata e fetela ka har'a lera le le leng kapa a mangata a dielectric, 'me bokaholimo ba eona bo phahamisoa ka karolo e kenyang karolo 'me bokaholimo ba eona bo hokahane le lera le boima la koporo kapa sehokelo se otlolohileng sa teba ea mocheso. Moralo ona o lumellana le lits'ebetso moo mochini oa motlakase o tsamaisanang le bokhoni bo tloaelehileng ba ho etsa PCB.

Ka-Mofuta oa Sebopeho sa Chelete ea Koporo

Lichelete tsa tšepe tsa mofuta oa koporo li pharalla ka botenya bohle ba PCB, ho theha tsela e sa sitisoeng ea mocheso ho tloha ho karolo ho ea ho teba ea mocheso. Tlhophiso ena e sebetsa hantle bakeng sa mapolanka a matla a lehlakoreng le le leng moo motsoako o nyolohang ka holimo 'me mocheso oa mocheso o khomarela ka ho toba tlase. Ho felisoa ha li-interfaces tsa ka hare ho fokotsa ho hanyetsa mocheso, ho etsa hore e be se loketseng bakeng sa lisebelisoa tse phahameng tsa tšepe ea koporo ea PCB ea mocheso oa mocheso.

Multi-Coin Design bakeng sa Mehloli ea Mocheso e Ajoang

Li-module tsa matla tse nang le li-multiple semiconductor dies li rua molemo mefuteng ea lichelete tse ngata. Chelete e 'ngoe le e 'ngoe ea tšepe e behiloe ka tlas'a mohloli o mong oa mocheso, ho theha litsela tse bapisang tsa mocheso tse tsamaisang mocheso ka ho lekana ho pholletsa le segokahanyo sa mocheso. Li-diameter tse tloaelehileng tsa lichelete tsa tšepe li tloha ho 5mm ho ea ho 25mm ho itšetlehile ka boholo ba sesebelisoa le litlhoko tsa ho senya matla, ka sebaka se loketseng ho thibela ho kopana ha mocheso ha u ntse u boloka botšepehi ba boto.

Thermal Resistance Phokotso ka Copper Coin PCB

Thermal Resistance Component Analysis

Ho hanyetsa mocheso ka har'a likopano tsa semiconductor ea matla ho na le likarolo tse ngata tsa letoto: khanyetso ea junction-to-case ka har'a sephutheloana sa sesebelisoa, khanyetso ea sebopeho ho motsoako oa solder, boto ea ho hanyetsa mocheso, le ho hanyetsa mocheso oa ho teba ha mocheso. Koporo chelete ea tšepe PCB mogote dissipation haholo-holo liphofu boto mogote hanyetsa karolo, eo hangata e busa ka meralo tloaelehileng.

Lintlafatso tsa Ts'ebetso ea Quantified

Litekanyo ho li-module tsa IGBT li bonts'a ts'ebetsong ea chelete ea tšepe ea koporo e fana ka melemo ea bohlokoa ea mocheso:

• Phokotso ea ho hanyetsa mocheso oa board - Ho tloha ho 0.8-1.2 K/W ho ea ho 0.3-0.5 K/W bakeng sa mehato e bapisoang
• Phokotso ea mocheso oa mateano - 60-100 ° C lithempereichara tse tlase tsa ts'ebetso bakeng sa lisebelisoa tse matla tsa 200W
• Ho eketseha ha mocheso oa mocheso - makhetlo a 10-20 ho feta botenya bo lekanang ba FR4
• Kakaretso ea ntlafatso ea ho hanyetsa mocheso - Phokotso ea 40-60% ha e bapisoa le kaho e tloaelehileng ea PCB

Phokotso ea ho hanyetsa mocheso e bakoa ke bobeli bo eketsehile ka mokhoa o atlehang oa ho tšela le ho felisoa ha thepa e tlaase ea conductivity ka tsela e ka sehloohong ea mocheso, e leng ho fetola ka ho feletseng ho ajoa ha mocheso oa mocheso ka har'a kopano.

Likopo ho Power Semiconductor Modules

Li-module tsa IGBT bakeng sa Li-Inverters tsa Likoloi

Li-inverters tse tsamaisang likoloi tsa motlakase li hloka chelete e tšepahalang ea koporo ea PCB bakeng sa li-switch tsa IGBT tse sebetsanang le li-ampere tse makholo. Mokhoa o otlolohileng oa mocheso o lumella ho teba ha mocheso ho ipapisitse le meeli ea 'nete ea semiconductor ho fapana le lithibelo tsa mocheso oa PCB, ho ntlafatsa bophahamo ba sephutheloana sa inverter le boima ba 'mele ha o ntse o kopana le litlhoko tsa ho palama baesekele ea koloi.

SiC MOSFET Liphetoho tse phahameng tsa maqhubu

Lisebelisoa tsa silicon carbide li sebetsa ka mocheso o phahameng le ho fetola maqhubu, ho tsepamisa mocheso libakeng tse nyenyane tsa lefu. Mehaho ea chelete ea tšepe ea koporo e behiloeng ka tlas'a liphutheloana tsa SiC MOSFET e fana ka tsamaiso ea mocheso e hlokahalang ho thibela libaka tse chesang ha li ntse li tšehetsa mekhoa e kopanetsoeng. Motsoako ona o thusa ntlafatso ea matla a motlakase phepelong ea matla a seva, li-inverters tsa letsatsi, le li-drive tsa liindasteri.

Meetso ea Phepelo ea Matla a GaN

Li-transistors tsa Gallium nitride li etsa hore ho be le miniaturization e neng e e-s'o ka e e-ba teng ho phepelo ea motlakase ea li-switch mode. Copper coin PCB thermal dissipation e lumella lisebelisoa tsa GaN ho boloka melemo ea tsona e nyane ha li ntse li netefatsa ho ntšoa ha mocheso o lekaneng. Theknoloji e fana ka tharollo e theko e tlaase bakeng sa lisebelisoa tsa GaN tse bohareng ba matla moo kaho e feletseng ea ceramic e sa lokang moruong.

Ho tšepahala le Melemo ea Mechini ea Koporo ea Koporo PCB

Ts'ebetso e ntlafetseng ea Thermal Cycling

Ntle le ntlafatso ea ts'ebetso ea mocheso hanghang, meaho ea PCB ea tšepe ea koporo e ntlafatsa ts'epo ea nako e telele tlasa maemo a libaesekele tse futhumetseng. Lithempereichara tse fokotsehileng tse bakoang ke ho ntlafala ha mocheso li fokotsa ka ho toba khatello ea mokhathala o tsoang manonyeletsong a solder. Teko e bonts'a ntlafatso ea makhetlo a 2-3 ho palo ea potoloho ea mocheso ho isa ho ho hloleha ha likopano tsa tšepe ea koporo ha li bapisoa le meralo e tloaelehileng litekong tse potlakileng tsa bophelo.

Melemo ea ho Rigidity ea Sebopeho

Ho tsitsa ha moralo oa chelete ea tšepe ea koporo ho fokotsa boto ea ntoa nakong ea maeto a mocheso. Ka ho theha sebopeho se thata se otlolohileng ka botenya ba boto, chelete ea tšepe ea koporo e kentsoeng e thibela deformation ea lehae ho potoloha libaka tsa bohlokoa tsa ho hlongoa. Lichelete tsa tšepe tse tiileng tsa koporo li felisa ho senyeha ha segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo se ka bang teng ka li-vias tse futhumatsang holim'a libaesekele tse atolositsoeng tsa mocheso, moo katoloso e fapaneng e bulang likheo tse nyane tse eketsang ho hanyetsa mocheso ha nako e ntse e ea.

Mehopolo ea Moralo le Tlhahiso bakeng sa Copper Coin PCB

Taolo ea Ts'ebetso ea ho Kena ha Chelete ea Koporo

Ho etsa chelete ea tšepe ea koporo PCB ho hloka sebopeho se nepahetseng sa cavity le ho kenya chelete ea tšepe ho etsa bonnete ba hore ho kopana ho nepahetseng ha mocheso le motlakase. Chelete ea tšepe e tlameha ho lula e phutholohile ka likarolo tse pota-potileng koporo ho thusa ho theha motsoako o tšepahalang oa solder le ho fokotsa khanyetso ea ho ikopanya:

• Taolo ea mamello - Ka hare ho ± 0.05mm bakeng sa ts'ebetso e tsitsitseng ho pholletsa le tlhahiso
• Litokisetso tsa holimo - Ho lokisoa ha lerako la bohlokoa le lerako la tšepe bakeng sa khanyetso e tlase ea mocheso oa mocheso
• Litlhoko tsa ho batalla - E netefatsa sebopeho se nepahetseng sa solder le phetiso ea mocheso

Tšusumetso ea Surface Finish ho Khokahano ea Thermal

Khetho ea ho qeta bokaholimo e ama ho solderability le khanyetso ea ho kopana le mocheso sehokelong sa coin-to-component. Mekhahlelo ea khauta e se nang motlakase ea nickel e fana ka sephara se setle haholo le ho ba le solderability ha e ntse e eketsa khanyetso e fokolang ea mocheso. Li-preservatives tsa organic solderability li fana ka litšenyehelo tse tlase empa li hloka taolo e hlokolosi ea ts'ebetso ho boloka liphahlo tse tšesaane, tse ts'oanang tse sa sitiseng phetisetso ea mocheso.

Mathata a Kopanyo ea Mechini

Mehaho ea tšepe ea koporo e etsa hore ho be le mefuta e sataletseng ea sebakeng sa heno ka har'a PCB e lokelang ho nahanoa nakong ea ts'ebetso ea kopano. Khetho e nepahetseng ea prepreg le li-parameter tsa lamination li thibela sebopeho se se nang letho ho pota-potiloe ke chelete ea tšepe. Meetso e lokela ho kenyelletsa libaka tse loketseng tsa ho boloka ho potoloha lichelete tsa tšepe ho thibela ho senyeha ha likarolo tsa koporo nakong ea ts'ebetso ea ho tobetsa.

Qetello: Ho Leba Moqapi oa PCB oa Matla a Phahameng a Tšepahalang

Melemo e netefalitsoeng ea Thermal le ea ho Tšepahala

• Tsela e khuts'oane ea mocheso - Phallo e tobileng ea mocheso ho tloha likarolong tsa motlakase ho ea motheong oa tšepe e fokotsa mocheso oa mateano 'me e ntlafatsa ts'ebetso e tsitsitseng ea boemo.
• Ho hanyetsa mocheso o tlase - Lichelete tsa tšepe tsa koporo li fokotsa khanyetso ea mocheso ho ea ho board ka hoo e ka bang 40-60% ha e bapisoa le li-PCB tse tloaelehileng tsa multilayer.
• Tšepahala e ntlafetseng - Ts'ebetso e tsitsitseng ea mocheso e fokotsa mokhathala oa solder le warpage ea mechine nakong ea libaesekele tse futhumetseng khafetsa.

Bohlokoa ho Li-Elektronike tsa Matla a Kajeno

• Tšebelisano ea lisebelisoa tsa WBG - E ts'ehetsa li-semiconductors tsa maqhubu a phahameng, matla a phahameng a SiC le GaN tse hlokang taolo e nepahetseng ea mocheso.
• Litšenyehelo tsa ts'ebetso - E fihlella mocheso o haufi le oa ceramic ntle le ho falla ka ho feletseng ho tšepe e theko e boima kapa likaroloana tsa ceramic.
• Moralo oa mocheso o kopaneng - E nolofalletsa lipeakanyo tse nyane ha e ntse e boloka mocheso o bolokehileng oa ts'ebetso bakeng sa li-module tsa matla a holimo.

Temohisiso ea Moralo le Tlhahiso

• Geometry ea koporo e laoloang - Ho ntlafatsa botenya ba chelete ea tšepe, boemo le ho bata ho ntlafatsa ho tsamaisa mocheso o otlolohileng.
• Likhetho tsa ho qetela ka holim'a sefahleho - Plating e nepahetseng (Ni/Au, OSP) e ntlafatsa boleng ba sebopeho sa mocheso le ho ts'epahala ha nako e telele.

Ts'ehetso ea Boenjiniere

Highleap Electronics e fana ka ditharollo tsa PCB tsa tjhelete ya koporo tse etseditsweng ditshebediso tse hlokang matla a semiconductor. Bokgoni ba rona ba tlhahiso bo akaretsa dibopeho tsa tjhelete ya koporo tse kentsweng kahare le tse kentsweng ka hara mofuta, ho netefatsa tshebetso e tsitsitseng ya mocheso le botsitso ba mechini bakeng sa meralo e tswetseng pele ya di-module tsa motlakase.