신규 토토 사이트 설정。내층 구리 박스의 유무 등 기판 사양에

신규 토토 사이트의 발열 시뮬레이션의 고정밀도에 관한 검토

1. 소개: 근년、전자 부품의 고밀도·소형화가 진행되어 도체 패턴의 발열을 무시할 수 없는 경우가 나왔다。패턴에서 발생하는 열에 대해서는、온도 상승 10°C 이하를 기준으로 1A@1mm 폭이라고 일반적으로 말해지고 있습니다만、정확한 지침 없음、또、기판의 층 구성에 따라 온도 상승이 크게 다를 수 있음。한편에、패턴의 발열을 고려한 설계는 경험 등에 의해 이루어졌다。거기서、시판되는 열 해석 소프트웨어를 사용하여 발열 부품이 탑재된 프린트 배선판의 패턴의 발열을 시뮬레이션할 수 있도록、신규 토토 사이트 실측 결과로부터 산출、기판 설계에 적용할 수 있는 방법을 검토했습니다。

2. 열 분석 개요: 열분석 방법은、유한 체적법이 채택되는 경우가 많습니다。유한 체적법이란、계산 영역을 셀 요소로 분할、각 셀에 대해 지배 방정식을 사용하여 근사 해를 얻는 분석 방법、경계에 맞게 상대적으로 자유롭게 셀 분할할 수 있음、경계 조건이 다루기 쉬운 등、비교적 대규모 분석에 적합。이번에 우리는、열 분석 도구로、이 유한 체적법을 채용하고 있는 Flomerics사제의 FLO/PCB를 이용했다。이 분석 도구는 발열 부품에 열 저항 모델 및 전력 소비를 설정하여、부품의 온도를 시뮬레이션할 수 있습니다、특히 기판의 상세 사양 (층 구성、비아、구리 패턴)까지 대응할 수 있는 특징이 있다。거기서、패턴 발열 실측 결과에서、시뮬레이션 도구를 사용하여 신규 토토 사이트 역산할 수 있다면、발열 부품이 탑재된 프린트 배선판의 패턴의 발열을 시뮬레이션할 수 있게 됨。

3. 실측

3.1 목적

이 도구에서 패턴 발열을 시뮬레이션하는 데 필요한 정보는、신규 토토 사이트 전력 소비와 열 저항。소비 전력은 다음 식에서 계산할 수 있습니다。계산을 단순화하기、구리 저항은 25°C일 때의 값(1.73×10^-8Ω·m) 사용、열저항 모델의 계산은 온도 상승 10°C 이내를 기준으로 했다。열 저항은 전력 소비당 온도 상승량으로 정의됨。따라서、신규 토토 사이트 폭、신규 토토 사이트 두께、레이어 구성이 다른 테스트 보드를 제작、전류와 온도 상승량을 실측하기로 했다(그림 1)。표 1에 측정 조건을 표시。

그림 1 열실측

표 1 신규 토토 사이트 사양 및 측정 조건

신규 토토 사이트	FR-4, 4층
신규 토토 사이트	외층 신규 토토 사이트(내층 구리 있음, 없음) 내층 신규 토토 사이트(외층 구리 있음, 없음)
신규 토토 사이트 두께	외층:48、65、100、130μm 내층:35、70μm
신규 토토 사이트 폭	1mm, 5mm, 10mm
신규 토토 사이트 길이	60mm
전압/전류	11486_11490.5A, 1A, 2.5A, 5A, 10A
측정 환경	자연 대류(EIA/JESD51-2 준수)
주위 온도	일정 온도 25°C

3.2 실측 결과

외층 신규 토토 사이트 예로서、패턴 두께 48μm (18μm 구리 박스 + 구리 도금 30μm)、패턴 폭 1mm의 실측 결과를 표 2에 나타낸다。내층 구리 박제 추가(조건 1 및 2)、절연층 사이를 얇게 한다(조건 2와 3) 등의 기판 사양의 변경으로、신규 토토 사이트 온도 상승이 억제됨을 알 수 있습니다。
내층 신규 토토 사이트 예로、패턴 두께 35μm、패턴 폭 1mm의 실측 결과를 표 3에 나타낸다。열 화상 측정은 기판 표면의 온도를 측정하고 있기 때문에、패턴 온도를 직접 관찰할 수 없음。기판 표면의 온도는 내층 패턴에서 발생한 열이 절연 재료를 전도한 결과이기 때문에、절연재료의 열전도율과 두께로부터 다음의 계산을 함으로써、내층 신규 토토 사이트 온도 예측。외층 패턴 유사、외층 구리 박제 추가(조건 1 및 2)、절연층 사이를 얇게 한다(조건 2와 3) 등의 기판 사양의 변경으로、신규 토토 사이트 온도 상승이 억제됨을 알 수 있음。

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표 2 외부계층신규 토토 사이트 실측 결과

조건	내층 동박	절연층 간	온도 상승(℃)
조건	내층 동박	절연층 간	0.5A	1.0A	2.5A	5.0A
1	없음	0.3mm	0.8	2.7	9.9	–^*)
2	있음	0.3mm	0	0.2	4.3	19.9
3	있음	0.1mm	0	0	4.0	9.9

*) - 온도 상승에 따라 측정할 수 없음

표 3 내층 신규 토토 사이트 실측 결과

조건	내층 동박	절연층 간	온도 상승(℃)
조건	내층 동박	절연층 간	0.5A	1.0A	2.5A	5.0A
1	없음	0.3mm	0.4	4.8	20.9	–^*)
2	있음	0.3mm	0.4	1.5	5.9	17.4
3	있음	0.1mm	0.1	0.4	4.3	16.7

*) - 온도 상승에 따라 측정할 수 없음

4. 열 저항 모델 생성 및 확인

4.1 목적

실측에서 얻은 신규 토토 사이트 온도 상승으로부터、시뮬레이션 결과가 실측 결과와 일치하도록 열 저항을 변경、각 조건에서 열 저항 모델을 결정했습니다。이 때、열저항 모델은 패턴 위아래의 2저항 모델이었습니다。

4.2 실측과 시뮬레이션의 비교

외층 신규 토토 사이트 예로서、패턴 두께 48μm(18μm 동박+도금 30μm)의 결과를 도 2에 나타낸다。이것은、전류와 온도 상승의 관계를 보여줍니다、플롯 실측 결과、실선이 시뮬레이션 결과임。파선은 내층 구리 박을 추가한 경우(표 2의 조건 2)이다。소비 전력은 3.1절에 나타낸 식으로 계산、열 저항은 패턴 폭、패턴 두께별로 설정。내층 구리 박스의 유무 등 기판 사양에 관계없이、모두 동일한 열 저항을 사용함。그래프보다 실제 측정 및 시뮬레이션 결과가 잘 일치함、패턴 폭을 확대하거나 내층 구리 박판을 추가하여、온도 상승이 억제되는 효과를 잘 반영한다는 것을 알 수 있습니다。패턴 두께 65μm, 100μm, 130μm의 경우에도 실측과 시뮬레이션 결과는 잘 일치한다。외층 신규 토토 사이트 열 저항 모델이 기판 사양에 의존하지 않음을 확인할 수 있었다。

電流（A）

그림 2 시뮬레이션 결과 (외층 48μm)

내층 패턴을 분석할 때、이번 시뮬레이터에서는 부품을 내층에 배치할 수 없기 때문에、표층에 배치한 상태로 해석하는 방법을 채택했다。해석 온도에 대한 실측 유사、절연 재료의 열전도도와 두께로부터 내층 신규 토토 사이트 온도를 계산했다。열 저항은、외층 신규 토토 사이트 경우와 마찬가지로 패턴 폭、패턴 두께、외에、표층과의 절연층 거리마다 설정됨。결과、실측과 시뮬레이션 결과가 일치하는지 확인함。표층에 구리 박리가 있는 경우 검토 중입니다。

5. 요약

1) 패턴의 열 실측 결과로부터 기판 용 열 해석 소프트웨어를 사용하여 도체 패턴의 발열을 고려할 수 있도록 신규 토토 사이트 작성했다。
2) 이 열 저항 모델은、외층 신규 토토 사이트에 관해서는 신규 토토 사이트 폭과 두께가 정해지면 기판 사양에 의존하지 않음을 나타냅니다、내층 신규 토토 사이트에 관해서는 신규 토토 사이트 폭과 두께와 표층의 절연층 거리에 의해 열 저항값을 결정함으로써 해석할 수 있음을 나타냈다。
3) 이러한 간단한 모델과 상업적인 도구를 사용하여、발열 부품이 장착된 프린트 배선판의 신규 토토 사이트 설계 시、유효한 수단임을 제안함。향후、해석 환경에 맞는 구리의 체적 저항률 사용 등、정밀도 향상을 도모함、필드에서 평가하기。

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