PCB Tecnico - Progettazione PCB per l'analisi del flash laser nella produzione

Progettazione PCB per l'analisi del flash laser nella produzioneNel processo di produzione e funzionamento, uno dei più grandi problemi o minacce ai PCB è il calore. Ironia della sorte, il calore è parte integrante del processo di produzione, soprattutto durante il processo di assemblaggio in cui i componenti sono saldati alla scheda. Infatti, per la tecnologia di montaggio superficiale, viene utilizzato un forno a riflusso e il circuito deve resistere a un periodo considerevole di tempo.

Valutare la temperatura che la scheda sopporterà è un aspetto del buon design PCB. Richiede una comprensione di come il calore è distribuito e del cambiamento di temperatura della scheda o diffusività termica. Questo parametro dipende principalmente dal materiale del circuito stampato e dal suo spessore ed è solitamente determinato applicando l'analisi laser flash (LFA). Dopo aver prima definito chiaramente la diffusività termica da determinare, vediamo come fare LSA per PCB. Quindi, saremo pronti a proporre un modo per incorporare questa gestione termica nel processo di progettazione.

Comprendere la diffusività termica del PCBA

A meno che non si tratti di PCB ad alta potenza, la gestione termica di solito non è una considerazione importante, perché la dissipazione del calore o la dissipazione del calore è fondamentale sui PCB ad alta potenza. Questo è davvero molto importante; Tuttavia, è solo un aspetto della buona gestione termica. Per ottenere una visione migliore e più completa, potrebbe essere utile definire alcuni termini.

Termini di gestione termica PCB:

Dissipazione del calore

La dissipazione del calore è il processo di rimozione del calore in eccesso dal circuito stampato. Ci sono molte tecnologie per raggiungere questo obiettivo. Compreso l'uso di componenti ad alta potenza del radiatore e fori di dissipazione del calore geograficamente superiori. La dissipazione del calore è il problema principale di dissipazione del calore durante il funzionamento.

Distribuzione del calore

Per l'assemblaggio PCB, la temperatura del circuito stampato deve essere aumentata. Se si utilizza una saldatura senza piombo, queste temperature possono essere intorno a 250°C (482°F). A differenza delle operazioni PCB (l'obiettivo è quello di rimuovere il calore in eccesso il più rapidamente possibile), garantire la distribuzione uniforme del calore durante il processo di produzione è l'obiettivo di ottenere giunti di saldatura di alta qualità.

Diffusività termica

A meno che non sia forzato o pompato artificialmente, il calore viene sempre trasferito da una temperatura più elevata a una temperatura più bassa. La diffusività termica è la velocità con cui questo trasferimento avviene sul circuito stampato.

Da queste definizioni, possiamo vedere che la diffusività termica è un parametro importante per la dissipazione durante il funzionamento e durante la produzione. Ora vediamo come determinare questo parametro per la produzione.

Analisi laser flash per la produzione di PCB?

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Apparecchiature per analisi laser flash (LFA)

Nella figura sopra è mostrato un esempio di dispositivo utilizzato per eseguire LFA. L'esempio nella figura rappresenta un foglio. Il test viene solitamente effettuato in una macchina chiusa e i risultati vengono analizzati da software. Il parametro di interesse è la diffusività termica, che può essere determinata utilizzando la seguente formula:

(1) α = K / (⍴c p)

α è la diffusività termica

k è la conducibilità termica,

⍴è la densità del materiale,

c p è la capacità termica specifica.

Tutte le variabili dell'equazione. (1) È legato alla temperatura. Questo permette di determinare il cambiamento quando la temperatura sale. Con questi dati potete ottenere un'analisi termica accurata per il vostro progetto, ottenendo così una gestione termica efficace.

Analisi e progettazione di laser flash nella produzione PCBA

I risultati dell'LSA possono essere utilizzati per garantire che il materiale della scheda selezionato e il layout PCB siano ottimizzati per il processo di produzione. Inoltre, il Celsius Thermal Solver di Cadence può essere utilizzato per completare strategie integrate di gestione termica tra cui la co-simulazione elettrica e termica.

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