Справочник проектировщика печатных плат. Основы радиочастотных/СВЧ печатных плат. Глава 8.2. Управление тепловым режимом

автор Джон Буши (John Bushie) – Директор по Технологиям в American Standard Circuits. Аная Вардия (Anaya Vardya) – Президент и Генеральный директор American Standard Circuits |

Рассеивание тепла

Последующее соединение рассеивает тепло через механическое соединение между нижней стороной панели заземления печатной платы и теплопоглотителем. Это более сложно, так как рассеивание зависит от целостности соединенных материалов. Метод предварительного соединения использует процесс слепых отверстий, что требует некоторого специального оборудования и процессов, но в результате дает более надежное решение теплового управления. Рис. 8.2 показывает прогрессирование процесса слепых отверстий.

Соотношение сторон слепого отверстия – это еще один критический фактор проектирования. В идеале хотелось бы, чтобы слепое отверстие имело соотношение сторон <1:1. Однако, ASC были вполне успешны с соотношением сторон слепых отверстий до 1,2:1. Можно также делать предварительно соединенные платы со сквозными отверстиями. Но лучше работать в тесном контакте с производителем плат по поводу надлежащего выбора отверстий для данного устройства.

Последующее соединение

В устройствах с последующим соединением сначала производится двусторонняя печатная плата или многослойная печатная плата. Обычно нижний слой по большей части является слоем заземления и иногда включает несколько цепей. Пока изготавливается ПП, металл может быть одновременно с этим выполнен на обрабатывающем станке с ЧПУ. В устройствах с последующим соединением значительно больше гибкости в плане формы и характеристик, что позволяет покрывать металл не зависимо от ПП. Форм фактор металла может значительно отличаться от ПП. Когда печатная плата и металл полностью изготовлены, они могут быть соединены вместе. Обычно это выполняется в виде детали (например единственная плата соединяется с металлом). Однако, существуют некоторые особые устройства, в которых несколько печатных плат могут быть соединены с одним куском металла. Так как соединение выполняется после обработки печатной платы, то эти различные печатные платы не обязательно должны быть из одного материала или одной толщины.

Рис. 8.2: Процесс покрытия слепых отверстий:
1. Контролируемое по глубине сверление слепого отверстия, заходящее в алюминий
2. Цинковый или никелевый барьер в алюминии.
3. Распыление медной металлизации, покрывающий диэлектрик и барьер
4. Покрытие кислотной меди по металлизации
5. Распыление Ar ионной активации и осаждение меди
6. Поперечное сечение слепого отверстия с воздействием на припой

Таблица 8.2: Требования к прикреплению соединения.

Обычно последующее соединение печатных плат выполняется одним из двух методов: sweat soldering (пайка двух или более подогретых и покрытых припоем деталей без дополнительного припоя) или приклеиванием листовой пленки. Обычное крепление соединения необходимо для создания соединения между печатной платой и носителем металла и для контроля давления, применяемого при процессе соединения. Таблица 8.2 показывает требования к отверстиям для прикрепления. Рис. 8.3 показывает два примера того, как крепительные отверстия могут быть устроены и влияние их на общее соединение.

Чаще всего нижний слой в первую очередь является слоем заземления и имеет очень мало паяльной маски, либо она совсем отсутствует. Sweat soldering и приклеивание пленки – это два метода соединения, которые будут рассмотрены далее.

Sweat soldering (пайка двух или более подогретых и покрытых припоем деталей без дополнительного припоя)

Высокотемпературный припой используется для соединения печатной платы с металлом. Используемый припой не рискует отсоединиться в последующих операциях по монтажу-пайке. Один из самых значительных вопросов, связанных с этой технологией, - это объем пустот. Так как паяльная паста – это смесь флюса и припоя, флюс создает воздушные пустоты, когда он испаряется. Рис.8.4 показывает, как происходит пайка Sweat soldering.

Рис. 8.3: Примеры прикрепления.

Рис. 8.4: Конструкция Sweat soldering. Сверху вниз: ПП с жестким медным низом; покрытая золотом медная или алюминиевая пластина; соединенное устройство.

Источник: Джон Буши и Аная Вардия (John Bushie, Anaya Vardya),
American Standard Circuits,
© 2018 BR
Publishing, Inc.

Назад