CC BY
37Теплопроводные электроизоляционные материалы
и печатные платы на их основе производства фирмы Веод<ш1
В предыдущей публикации («КиТ» № 7, 2001 ) были рассмотрены особенности термопроводящих электроизолирующих материалов компании Bergquist. Используя свои ноу-хау, компания производит еще один класс материалов, совмещающих высокую теплопроводность и электрическое сопротивление — печатные платы на металлической основе Thermal Clad. Эти материалы могут с успехом применяться как аналоги текстолитовых печатных плат, заменять хрупкие керамические подложки в толстопленочной гибридной технологии. Они эффективны и в качестве теплоотводящей платформы в радиоэлектронной аппаратуре.
Металлическая подложка — .по алюминиевая not мелили пластина толщиной 1-3.2 мм. Материал голшнну подложки выбирают н зависимости от требуемой стоимости (алюминии дешевле мели),тем* иературиого режима и допустимых механически нагрузок. И конструкции Ihermal Clad IMS влжлув I роль играет коэффициент температурного расширения материалов подложки IК ГР) — исиильзовг мне материалом: большим К11* при высоких темпе I ратурах приводит к возникновению внутренних мс I ханнческих напряжений и структуре. 11оэтому Ш I высокотемпературных применении, где ланныйи* ] рамстр критичен, компания Bergquist производи материалы с подложкой на ннзкоуглсроднстой ст* ли толщиной I и 2.3 мм с малым КТР.
Материалы Thermal Gad IMS можно использовал? не только как аналог печатной платы, но н о калсст* не 1ермоот11одящсго конструктипного элемент!.! том числе для изделии на текстолнтоных паи кер*-' мнческнх подложках. Поэтому Rerg<|U¡M иыиусий материалы Thermal Cilad IMS и без слоя мегадлгаи цпи. с и юлнрующнм слоем до 130 мкм. который «► жег быть усилен стекловолоконной основой; Ганг материалы называются Thermal Gad Bond My. Баг годаря имсокои адгезии изолирующего слоя они жм ко мои тируются к другим нолложкам с помощ» станларгиого ламинирующею оборудования,
Очевидный недостаток материалов групя I hemi.il Clad IMS — одни слой металлизации анал» шчно односторонним печатным платам Длнбаж i сложных конструкции компания Bergquist nutiyci*j ет матернхты Ihermal iliad Circuit layer Pair. ЭгаШя лимерно-керамическая структура Bond Ply cocm-ловолоконной iHuoiHiíi толщиной ло 150 мкм.си}\ сторон ламинированная медной фольгой. Оля слои фольги тлшнноИ 35 мкм преднааначен ХЯ трассировки, iropoíi (35-140 мкм I — ллн трасснр»* 1 ки и монтажа элементов. Такая конструкции .wnjtt каст формирование металлизированных иереи» пых отверстий, при .»том осаждаемая в них мель»», личивас! го.шнну каждого слоя фолы и примеру на 35 мкм Обрабатывается I hermal Clad Circuit |
Александр Тоторев ✓—его дни компания Вегуфим выпускает не
I сколько групп материалов 1Ъегта1 СЫ. 11ла [email protected] /ты группы ГЬсгта! (Нас! 1МЧ <1пмк1д1с«1 Met.il
Яи1»1га1е) представляют собой грехслоиные конструкции (рис. 11, пключакнцие металлическую пол ложку, (гюлпруиицпП термопроводящий слой и слой металлизации, предназначенный ллн трассировки и монтажа элементов.
Слон металлизации медиан ||к>льга стандарт ной толщины 35-140 мкм (возможны специальные поставки с |}к>лыой другой толщины). Ре обрабатывают так же, как в обычных печатных платах, травлением или фрезерованием, при необходимости ь последующим лужением евннцов. -оловянным (или любым другим) припоем и нанесением нанлыюй маски.
Диэлектрический слой — ключевой элемент ТЬепла! Clаd 1МЯ. Он представляет собой специальную химически стойкую полимерную структуру с керамическим наполнителем. Материал Вотк1 Р1у обладает высокой алгезней к поверхности металла, механической и термомеханической прочностью. При толщине 75 мкм его напряжение пробоя не ниже 6 кВ переменного тока при поверхностном и объемном сопротивлениях 10" Ом/квадрат и 10" Ом м.соотве» ственно, термопроводность не ниже 1,3 Вт/м К.
(онтажиый ста*. 35-140 м*м
Изолирующий спой | гпассовой основой. 150 мкм Спой трлсофоанм. 35 мкм'
Bond Pty Подложил
‘.тручуро Thermal Clod Cítoa» lay* Pair
итдхиый c?>ort, 35-140 мкм
Изопирующии спой вссовой основой. 150 мкм Спой трасскрсмии, 35 м*м
§ i
Cira*! Laye» Pair Bond Ply
Лодпожкд
•ормлроиакке двухслойной плат «о ооо»е Thermo! Clod Grcuil loyer Poír и Thermol Clod Bond Ply
мартом субтрактивном гальвани-ЮЦСССС ДЛЯ НСЧ.ПНЫХ 11Л4Т. ал Thermal СЫ позволяет формнро аслойные конструкции при высокой VKOÍI ИЗОЛЯЦИИ к термопроволностн 'ИМИ. Используя двух- II М1ЮГОСЛОН' туры имеете с материалами Thermal Ply, можно создавать многослойные «латы с изолированной металлической (рис. 3). Для пот не требует-о специального оборудования. простых вакуумных ламинанионных
прессов. Заметим, что с материалом IЪепна! СЫ Вон(11‘1у можно использовать и обычные с 1скло1 скстолнтовые многослойные печатные платы.
Материалы группы 1Ъегта1 СЫ Н I V прел назначены для аппаратуры, работакнцеП с большими токами и напряжениями при вы сокоП рабочей температуре, например для не точиикон питания высокого напряжения, драйверов мощных электродвигателей. систем Промышленного освещения II I Л. По споеП структуре они аналогичны другом ма
Алюминиевая подложка Медная подложка
130
120
108
105 210 250 0
Толщина медной фольги, мкм
ntparypa piwieptxoflo тро*>*сторо но плоте Thermal Clod HTV > эмисимости от толщины медной фолим. -1008т, размер приборе — 11,9 <7,9 «*ч толщина дюлектрмка — 150 мкм, ьисоъ - 2 Вт/м К, толщина подложки - 2 мм
териалам 1 hernial Clad, но обеспечивают тер монроиодпость до 2.2 Иг/м К и напряжение пробоя не ниже 9 кВ при толщине лиэлектрн ческого слоя 150 мкм. 1 блщнна мсдноП фоль in к материалах данной группы — oí 1-10 до 350 мкм, что не только еннжае г линейное со П|Н1ГНВЛеННе нроводннкой при задапнон ширине ДОРОЖКИ) но и увеличивает теплоотдачу от нагревающихся элементов (рис. 4).
Таким Образом, материалы Thermal ( lad компании Bcrgqui$t — весьма эффективное среда м* решения проблемы отпола тепла, которая становится вес актуальнее с ростом степени нптеграпин современной элементной балы, в юм числе и для силоной электроники. Подложки Thermal Gad оптимальны для по перхностното монтажа SMD-элементов н бес корпусного монтажа кристаллов на плату. Они позволяют избавиться от таких нсдостат ков традиционных материалов. как хрупкость керамических подложек и низкая теплопроводность стеклотссталитовых плат.
В таблице приведены величины плоныдей для традиционных материалов и Ihermal (Jad.
Тоблица
Материал Требуемое площадь, см’ 1
Стмлотыаолит ft-4 76
Тосооплеиочио* ару« туро то (■рамичеаоя (AI.OjI падло к» • ^ 13 1
Thermal Clod 6
Применение Thermal СЫ существенно упрощает проектирование радпоэлсктрон пых устройств, особенно высокомощных, поскольку отвод тепла перестает существен но зависеть от взаимного расположения эле ментов н свободной плошалт платы вокруг них — тепло рассеивается через подложку. Исчезает необходимость в дополнительных теплоотводах, таких как радиаторы, шины и т. п. В итоге возрастает степень интеграции элементов на плате, снижаются се габариты.
Таким образом, продукты компании Bergquist способны удовлетворить самый взыскательный вкус разработчиков и техно логов радиоэлектронной аппаратуры. Пх применение сулит экономический выигрыш как непосредственно на этапе производства, так и при последующей эксплуатации изделий. Сами материалы отвечают требовани ям коммерческих н поенимх стандартов США и могут применяться практически в любой области — от бытовых устройств до военной техники. На российском рынке продукция фирмы Bergquisi доступна с 1993, во многом благодаря усилиям ее российско го дистрибьютора — компании • Золотой шар ЭК». Используя широкую сеть представительств, эта компания обеспечивает поставки продукции практически во все регио ны России и ближнего зарубежья. В том чне ле — и материалы фирмы Bergquisi. Звоните! ■■
Тек (095)234-01-10 (мгшаканйлъныЬ) Фокс \095) 956-33-46
