1. 소개

최근 몇 년 동안 전자 구성 요소가 점점 더 작아졌으며 도체 신규 토토 사이트의 열 발생을 무시할 수없는 경우가있었습니다. 신규 토토 사이트으로부터 생성 된 열은 일반적으로 온도가 10 ° C 미만인 온도 상승으로 1A@1m@너비라고하지만 정확한 가이드 라인은 없으며 온도 상승은 기판의 층 구조에 따라 크게 다를 수 있습니다. 반면에, 신규 토토 사이트의 열 발생을 고려하여 설계는 경험에 따라 수행되었다. 따라서, 우리는 실제 측정 결과에서 신규 토토 사이트의 열 저항 모델을 계산하여 상업적으로 이용 가능한 열 분석 소프트웨어를 사용하여 열 생성 구성 요소로 인쇄 배선 보드의 열 생성을 시뮬레이션 할 수 있었고 보드 설계에 적용 할 수있는 방법을 조사했습니다.

2. 열 분석 개요

열 분석 방법은 종종 유한 부피 방법을 사용합니다. 유한 부피 방법은 계산 영역이 셀 요소로 나뉘어지고 각 셀의 통치 방정식을 사용하여 대략적인 솔루션을 얻는 분석 방법입니다. 경계 조건에 따라 세포를 비교적 자유롭게 나누고 경계 조건을 쉽게 처리하는 능력과 함께 비교적 대규모 분석에 적합합니다. 이 기사에서는 Flomerics에서 제조 한 Flo/PCB를 사용 했으며이 유한 부피 방법을 열 분석 도구로 사용합니다. 이 분석 도구는 열 생성 구성 요소에서 열 저항 모델과 전력 소비를 설정하여 구성 요소의 온도를 시뮬레이션 할 수 있으며, 기판 (층 구조, VIA, 구리 신규 토토 사이트)의 상세한 사양을 충족하는 데 사용할 수있는 특성을 갖습니다. 따라서 신규 토토 사이트 열 발생 결과의 실제 측정을 사용하여 시뮬레이션 도구를 사용하여 신규 토토 사이트의 열 저항 모델을 계산하는 데 사용되면 열 생성 구성 요소가 장착 된 인쇄 배선 보드의 신규 토토 사이트의 열 생성을 시뮬레이션 할 수 있습니다.

3. 실제 측정

3.1 목적

이 도구로 신규 토토 사이트의 열 생성을 시뮬레이션하는 데 필요한 정보는 신규 토토 사이트의 전력 소비 및 열 저항입니다. 전력 소비는 다음 방정식에서 계산할 수 있습니다. 계산의 단순성을 위해 구리 저항은 25 ° C (1.73 × 10^-8ω · m)를 사용하여, 열 저항 모델은 10 ℃ 내의 온도 상승에 기초하여 계산되었다. 열 저항은 전력 소비 당 온도 상승의 양으로 정의됩니다. 따라서, 우리는 다른 신규 토토 사이트 폭, 신규 토토 사이트 두께 및 층 구조로 시험 기판을 제조하고 실제로 전류 및 온도 상승의 양을 측정하기로 결정했습니다 (그림 1). 표 1은 측정 조건을 보여줍니다.

그림 1 열 측정

표 1 보드 사양 및 측정 조건

base	FR-4, 4 번째 레이어
신규 토토 사이트	외부 레이어 신규 토토 사이트 (내부 층없이) 내부 층 신규 토토 사이트 (구리, 외부 층 없음)
신규 토토 사이트 두께	외부 층 : 48, 65, 100, 130μm 내부 층 : 35, 70μm
신규 토토 사이트 폭	1mm, 5mm, 10mm
신규 토토 사이트 길이	60mm
전압/전류	5V/0.5A, 1A, 2.5A, 5A, 10A
측정 환경	자연 대류 (EIA/JESD51-2를 준수)
주변 온도	일정한 온도 25 ° C

3.2 실제 측정 결과

외부 층 신규 토토 사이트의 예로서, 48 μm의 신규 토토 사이트 두께에 대한 실제 측정 결과 (18 μm, 구리 ​​도금 + 구리 도금 30 μm) 및 1 mm의 신규 토토 사이트 폭이 표 2에 표시됩니다. 표 2에 표시됩니다. 보드 사양에 변화가 있음을 알 수 있습니다 (조건 1 및 2) 및 2). 3), 신규 토토 사이트의 온도 상승을 억제합니다.
내부 층 신규 토토 사이트의 예로서, 35 μm의 신규 토토 사이트 두께에 대한 실제 측정 결과와 1 mm의 신규 토토 사이트 폭에 대한 실제 측정 결과가 표 3에 도시되어있다. 열 이미지 측정은 기판 표면의 온도를 측정하므로 신규 토토 사이트 온도를 직접 관찰 할 수 없다. 기판 표면의 온도는 절연 재료를 수행하는 내부 층 신규 토토 사이트에서 생성 된 열의 결과이기 때문에, 내부 층 신규 토토 사이트의 온도는 단열재의 열전도율 및 두께에 기초하여 다음 계산을 계산함으로써 예측되었다. 외부 층 신규 토토 사이트과 마찬가지로, 구리 외부 층 (조건 1 및 2)을 추가하고 상호 감염 층 (조건 2 및 3)과 같은 보드 사양을 변경함으로써 신규 토토 사이트의 온도 상승이 억제됨을 알 수있다.

표 2 외부層신규 토토 사이트 측정 결과

클레임	내부 층 구리 포일	절연 계층	온도 상승 (℃)
			0.5A	1.0A	2.5A	5.0A
1	아니오	0.3mm	0.8	2.7	9.9	–*)
2	사용 가능	0.3mm	0	0.2	4.3	19.9
3	사용 가능	0.1mm	0	0	4.0	9.9

*)- 온도가 크기 때문에 측정 할 수 없습니다

표 3 : 내부 층 신규 토토 사이트의 실제 측정 결과

클레임	내부 층 구리 포일	절연 계층	온도 상승 (℃)
			0.5A	1.0A	2.5A	5.0A
1	아니오	0.3mm	0.4	4.8	20.9	–*)
2	사용 가능	0.3mm	0.4	1.5	5.9	17.4
3	사용 가능	0.1mm	0.1	0.4	4.3	16.7

*)- 온도가 크기 때문에 측정 할 수 없습니다

4. 열 저항 모델 작성 및 확인

4.1 목적

실제 측정에서 얻은 신규 토토 사이트의 온도 상승으로부터, 열 저항은 실제 측정 결과와 일치하고 각 조건에서 열 저항 모델을 결정하도록 열 저항이 다양하다. 이 시점에서 열 저항 모델은 신규 토토 사이트 위와 아래의 2 개의 저항 모델이었다.

4.2 실제 측정 및 시뮬레이션 비교

외부 층 신규 토토 사이트의 예로서, 신규 토토 사이트 두께 48 μm (18 μm, 구리 ​​포일 + 도금 30 μm)의 결과가도 1에 도시되어있다. 이것은 전류와 온도 상승 사이의 관계를 보여 주며, 플롯은 실제 측정 결과를 보여주고 시뮬레이션 결과를 보여주는 실선을 보여줍니다. 점선은 내부 층 구리 층이 추가되는 경우를 보여줍니다 (표 2의 조건 2). 전력 소비는 섹션 3.1에 표시된 방정식을 사용하여 계산되었으며 각 신규 토토 사이트 폭과 두께에 대해 열 저항이 설정되었습니다. 모두 내부 구리의 유무와 같은 보드 사양에 관계없이 동일한 열 저항을 사용합니다. 그래프는 실제 측정 및 시뮬레이션의 결과가 잘 일치한다는 것을 보여 주며, 신규 토토 사이트 폭을 증가시키고 내부 구리 층을 추가하여 온도를 억제하는 효과가 있음을 알 수 있습니다. 신규 토토 사이트 두께가 65μm, 100μm 및 130μm 인 경우에도 실제 측정 및 시뮬레이션 결과는 잘 일치합니다. 외부 층 신규 토토 사이트의 열 저항 모델은 보드 사양에 의존하지 않는 것으로 확인되었습니다.

그림 2 시뮬레이션 결과 (외부 레이어 48μm)

내부 층 신규 토토 사이트을 분석 할 때, 현재 시뮬레이터가 내부 층에 부품을 배치 할 수 없으므로, 부품이 표면 층에 배치되는 분석 방법을 사용했습니다. 실제 측정과 마찬가지로, 내부 층 신규 토토 사이트의 온도는 단열 재료의 열전도율 및 두께로부터 계산되었다. 외부 층 신규 토토 사이트의 경우와 같이 신규 토토 사이트 폭과 신규 토토 사이트 두께 외에도 표면 층으로부터의 각 절연 층 거리에 대해 열 저항이 설정되었다. 결과적으로 실제 측정 및 시뮬레이션 결과가 일치하는 것으로 확인되었습니다. 표면에 구리가있는 경우 현재 고려 중입니다.

5. 요약

• 1) 신규 토토 사이트의 실제 열 측정 결과에서 신규 토토 사이트의 열 저항 모델은 기판에 열 분석 소프트웨어를 사용하여 생성되어 도체 신규 토토 사이트의 열 생성을 고려할 수 있습니다.
• 2)이 열 저항 모델은 신규 토토 사이트 폭과 두께가 결정되는 한, 신규 토토 사이트 폭, 두께 및 표면 층 사이의 단열 층 거리에 기초하여 열 저항 값을 결정함으로써 열 저항 신규 토토 사이트에 대해 열 저항이 분석 될 수 있음을 보여준다.
• 3) 이러한 간단한 모델과 상업적으로 이용 가능한 도구를 사용하여 열 생성 구성 요소가 설치된 인쇄 배선 보드의 신규 토토 사이트을 설계 할 때 효과적인 방법이라고 제안되었습니다. 앞으로는 분석 환경에 맞는 구리 부피 저항력을 사용하여 정확도를 더욱 향상시킬 것이며 현장 평가도 수행 할 것입니다.

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