Influence of PCB construction on electronic component operating temperature
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
1999
Department
Major/Subject
Lämpötekniikka ja koneoppi
Mcode
Ene-39
Degree programme
Language
en
Pages
84
Series
Abstract
Työssä tutkitaan elektronisten laitteiden komponentti- ja piirikorttitason lämmönsiirtoa, tavoitteena selvittää piirikortin ominaisuuksien vaikutus lämmönsiirtopolkuun lämpöä tuottavasta puolijohteesta ympäröivään ilmaan. Komponentin ja piirilevyn ominaisuuksien vaikutuksesta lämmönsiirtokykyyn pois puolijohteelta tehtiin kirjallisuustutkimus, jossa keskityttiin tutkimaan olemassa olevia analyyttisiä ja numeerisia liitoslämpötilan laskemismenetelmiä. Piirikortin rakenteen vaikutusta liitoslämpötilaan kahdeksan liitinjalan Small Outline (SO8) - pakkaukselle tutkittiin sekä kokeellisesti että numeerisesti. SO8-komponentin lämmönsiirtokyky mitattiin kuudella erilaisella piirilevyllä. Tulokset osoittavat piirilevyllä olevan suuri vaikutus sekä mitattuihin liitoslämpötiloihin että lämpötilajakautumiin piirilevyn pinnalla. Liitoslämpötilat mitattiin tarkoitusta varten suunnitellulla testipuolijohteella ja lämpötilajakaumat piirilevyllä mitattiin infrapunakameralla. Tutkituilla piirilevyllä oli yli 40 °C vaikutus komponentin liitoslämpötilaan. Kolmesta erilaisesta piirilevystä SO8-komponentteineen rakennettiin numeeriset mallit, joihin kuhunkin sovellettiin piirilevyn osalta kolmea eri mallinnusmenetelmää. Numeerisen laskennan tuloksia verrattiin mittaustuloksiin parhaan mallinnustavan löytämiseksi. Parhaaksi piirilevyn mallinnustavaksi osoittautui metodi, jossa piirilevyn sisäiset kerrokset yksinkertaistetaan yhtenäiseksi materiaaliksi, jolle lasketaan efektiivinen lämmönjohtavuus. Pinnan johdinkerros on mallinnettava kuitenkin diskreetisti, johtuen suorasta lämmön leviämisestä komponentin liitinjaloista pinnan johdinkerrokseen ja siitä edelleen piirilevyyn.Description
Supervisor
Lampinen, MarkkuThesis advisor
Lohan, JohnKeywords
electrinics, elektroniikka, component, komponentti, package, pakkaus, silicon chip, puolijohde, Printed Circuit Board (PCB), piirikortti, temperature, lämpötila, thermal design, lämpösuunnittelu, reliability, luotettavuus, Computational Fluid Dynamics (CFD), numeerinen virtauslaskenta, , , , , , , , , , , , , , , , , ,