реклама на сайте
подробности

 
 
2 страниц V   1 2 >  
Reply to this topicStart new topic
> Теплоотвод 20 Вт СВЧ транзисторов, Как правильно?
ikm
сообщение May 4 2017, 12:55
Сообщение #1


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 702
Регистрация: 25-12-06
Из: С-Пб
Пользователь №: 23 894



Возник вопрос как передать рассеянную мощность с СВЧ транзисторов. Частоты до 8ГГц. Есть два вида корпуса:
1. QFN от TriQuint, где чип распаян на плату.
2. SOT1227A от Ampleon, где есть металлическое основание под винты.

Свои предположения (гулупости) писать не буду, т.к. раньше с такими частотами дело не имел. Поэтому прошу поделится опытом в этом вопросе. Интересует все, какие материалы используете в качестве подложки под вариант 2, как передавать тепло сквозь плату, какие для этого надо делать покрытия.


--------------------
ОБХОДЯ РАЗЛОЖЕННЫЕ ГРАБЛИ - ТЫ ТЕРЯЕШЬ ДРАГОЦЕННЫЙ ОПЫТ!!!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
merkader
сообщение May 5 2017, 15:22
Сообщение #2


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 171
Регистрация: 15-09-09
Пользователь №: 52 379



Цитата(ikm @ May 4 2017, 16:55) *
Возник вопрос как передать рассеянную мощность с СВЧ транзисторов. Частоты до 8ГГц. Есть два вида корпуса:
1. QFN от TriQuint, где чип распаян на плату.
2. SOT1227A от Ampleon, где есть металлическое основание под винты.

Свои предположения (гулупости) писать не буду, т.к. раньше с такими частотами дело не имел. Поэтому прошу поделится опытом в этом вопросе. Интересует все, какие материалы используете в качестве подложки под вариант 2, как передавать тепло сквозь плату, какие для этого надо делать покрытия.

Передавать тепло через плату затруднительно, если конечно она не алмазная. Обычно в плате делают отверстие или разделяют ее на 2 части, а сам транзистор крепится на масссивный теплоотвод или сразу на корпус, который уже охлаждается. Примеры в файле
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  _______.rar ( 3.73 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 38
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
MePavel
сообщение May 5 2017, 16:26
Сообщение #3


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 163
Регистрация: 11-11-13
Из: Воронеж
Пользователь №: 79 150



Цитата(ikm @ May 4 2017, 15:55) *
Интересует все, какие материалы используете в качестве подложки под вариант 2, как передавать тепло сквозь плату, какие для этого надо делать покрытия.

Материалы - медь М3 или дюраль Д16.
QFN - будет скорее всего перегреваться при 20 Вт, если его охлаждать через переходные отверстия в ПП. Лучше QFN напаивать на медный пьедестал, располагающийся в сквозном окне ПП.
С SOT1227A, конечно, проще в плане отвода тепла. SOT1227A также можно напаивать прямо на теплоотводящее основание.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
WEST128
сообщение May 5 2017, 17:10
Сообщение #4


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 468
Регистрация: 13-10-06
Из: Россия, Томск
Пользователь №: 21 291



Корпуса вроде QFN специально разрабатывались для того, чтобы их паять на плату. Производитель микросхем подразумевает, что вы имеете доступ к соответствующему производству печатных плат. Требуется "набить" под корпусом как можно плотнее отверстия, и заказать заполнение медью. С последним обычно проблемы, если сделать плоскую поверхность под пайку могут уже многие производители ПП (отверстия заполняются смолой), то заполнение медью еще надо поискать. Но результаты в плане теплоотвода - отличные!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mishuroff
сообщение May 5 2017, 20:14
Сообщение #5


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 32
Регистрация: 9-11-13
Пользователь №: 79 111



Цитата(MePavel @ May 5 2017, 20:26) *
Материалы - медь М3 или дюраль Д16.


Мы столкнулись с тем, что Д16 не коррозийно-стойкая. После солевого тумана или просто спустя какое то время, корпус покрывается кавернами.
Сейчас в качестве материала корпуса используем АМг61.




Цитата(merkader @ May 5 2017, 19:22) *
Передавать тепло через плату затруднительно, если конечно она не алмазная. Обычно в плате делают отверстие или разделяют ее на 2 части, а сам транзистор крепится на масссивный теплоотвод или сразу на корпус, который уже охлаждается. Примеры в файле


Для реальной аппаратуры бывает затруднительно сделать подобную конструкцию.
Нижняя часть платы не может быть задействована для размещения компонентов.
+Масса, да и такой массивный теплоотвод не всегда необходим.

Есть такой вариант. В печатной плате плате делается сквозное отверстие, и с обратной стороны (Bottom) припаивается латунное корыто которое покрыто золотом или никелем, к этому корыту крепится основание транзистора винтами, выводы припаиваются к ПП. Корыто в свою очередь ложится на пьедестал основания корпуса + используется термопаста.

Конечно все будет зависеть от выделяемого тепла и кому то такой способ не подойдет.

Для отвода тепла от QFN и подобных можно использовать отверстия в ПП, заполненные медью, а так же ищите производителей ПП, у которых есть технологии CU-coin и подобные.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
MePavel
сообщение May 6 2017, 08:14
Сообщение #6


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 163
Регистрация: 11-11-13
Из: Воронеж
Пользователь №: 79 150



Цитата(Mishuroff @ May 5 2017, 23:14) *
Мы столкнулись с тем, что Д16 не коррозийно-стойкая. После солевого тумана или просто спустя какое то время, корпус покрывается кавернами.

Д16 - нельзя использовать без защитного покрытия. Для СВЧ интересно покрытие олово-висмут для обеспечения паяемости изделий из дюрали - https://zctc.ru/products/nicke_med_olovo
Листы Д16АТ плакированы чистым алюминием, что повышает коррозионную стойкость.
Цитата(Mishuroff @ May 5 2017, 23:14) *
Сейчас в качестве материала корпуса используем АМг61.

Как этот материал поддается механической обработке (фрезерование, нарезание резьбы) в сравнении с Д16?
Цитата(Mishuroff @ May 5 2017, 23:14) *
Для реальной аппаратуры бывает затруднительно сделать подобную конструкцию. Нижняя часть платы не может быть задействована для размещения компонентов.

Никто не мешает сделать пустоты для размещения компонентов с обратной стороны платы.
Цитата(Mishuroff @ May 5 2017, 23:14) *
Есть такой вариант. В печатной плате плате делается сквозное отверстие, и с обратной стороны (Bottom) припаивается латунное корыто которое покрыто золотом или никелем, к этому корыту крепится основание транзистора винтами, выводы припаиваются к ПП. Корыто в свою очередь ложится на пьедестал основания корпуса + используется термопаста.

Латунь может сильно завысить тепловое сопротивление. Почему бы не использовать медь с тем же покрытием?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mishuroff
сообщение May 6 2017, 11:57
Сообщение #7


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 32
Регистрация: 9-11-13
Пользователь №: 79 111



Цитата(MePavel @ May 6 2017, 12:14) *
Д16 - нельзя использовать без защитного покрытия. Для СВЧ интересно покрытие олово-висмут для обеспечения паяемости изделий из дюрали

Как этот материал поддается механической обработке (фрезерование, нарезание резьбы) в сравнении с Д16?


Латунь может сильно завысить тепловое сопротивление. Почему бы не использовать медь с тем же покрытием?


На олово-висмут нельзя ставить золото, образуется соединение черного цвета с полупроводниковыми свойствами.
Насчет золота-чистого алюминия сказать не могу, но при сварке этой пары может образовываться "пурпурная чума".

Прочностные качества амг ниже чем у д16. Хотя с фрезерованием проблем нет. Есть ограничения на диаметр резьбы.

Думаю что можно и медь использовать, если есть необходимость. У нас сравнительно легкий импульсный режим.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
MePavel
сообщение May 6 2017, 13:15
Сообщение #8


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 163
Регистрация: 11-11-13
Из: Воронеж
Пользователь №: 79 150



Цитата(Mishuroff @ May 6 2017, 14:57) *
На олово-висмут нельзя ставить золото, образуется соединение черного цвета с полупроводниковыми свойствами.

Транзистор обычно напаивается (устанавливается) через прокладку на основе индия.
Цитата(Mishuroff @ May 6 2017, 14:57) *
Насчет золота-чистого алюминия сказать не могу, но при сварке этой пары может образовываться "пурпурная чума".

Золото проблемный материал, т.к. имеет большие коэффициенты диффузии со многими металлами. Но с Ni дружит хорошо.
Цитата(Mishuroff @ May 6 2017, 14:57) *
Думаю что можно и медь использовать, если есть необходимость. У нас сравнительно легкий импульсный режим.

В любом случае с точки зрения массы выгоднее использовать теплопроводящее основание (радиатор) из дюрали или чистого алюминия. В этом основании делать теплораспределительные медные вставки под фланец СВЧ транзистора. Вставки должны быть отникелированные, можно с последующим золочением.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ikm
сообщение May 7 2017, 08:00
Сообщение #9


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 702
Регистрация: 25-12-06
Из: С-Пб
Пользователь №: 23 894



Спасибо за ответы, а можно не много уточнений:
1. Для QFN: если на ПП делать ПОС покрытие и ее паять на медное основание с помощью прижима по всей площади, а потом к этому бутерброду паять уже чип и рассыпуху. На сколько это удачное решение? Размер платы будет гдето 50х100мм, вроде пустот не должно быть. Так же думал в качестве верхнего экрана использовать фрезерованную деталь, с пьедесталом над чипом QFN, который через мягкую термопрокладку (толщиной 1мм) снимает тепло еще и с верхней части. Какой надо будет оставить воздушный зазор над сигнальными дорожками чтобы не влиять на S параметры (частоты 3-8ГГц)?
2. Для SOT1227A: при разделении платы на две части, достаточно ли будет контакта земляного слоя ПП с основанием, ведь нормальным оно будет только в местах где винты, или лучше делать именно прямоугольный вырез? Можно ли использовать не проводящую термопасту, (или может подскажете проводящую, которую можно купить) или только индиевая полоска под корпус, чтобы убрать воздушные зазоры? Надо ли делать термическую обработку чтобы снять напряжение в этой полоске и она более плотнее прижалась к обоим поверхностям. Где кстати можно купить уже готовые, чтобы не катать на вальцах?

И еще, вы не использовали покрытие на алюминиевых сплавах Хим. Окс. э (окисное- фтористое), как оно ведет себя на СВЧ. Раньше я его применял для покрытия экранированных корпусов, оно электропроводящее. Если использовали, то какое покрытие ПП для него оптимальнее.
Ну и в добавок, мне нужно по по максимуму снизить себестоимость изделия. Конечно я понимаю, что при стоимости транзисторов 10-20т.р за три копейки конструкция не получится, но и не хотелось бы тратить 50 т.р. у меня всё таки серия.
Условия применения без ВП, так что солевой туман и агрессивные среды маловероятны.


--------------------
ОБХОДЯ РАЗЛОЖЕННЫЕ ГРАБЛИ - ТЫ ТЕРЯЕШЬ ДРАГОЦЕННЫЙ ОПЫТ!!!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ASDFG123
сообщение May 8 2017, 17:45
Сообщение #10


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 147
Регистрация: 2-01-13
Пользователь №: 75 042



2. Видел видео где техники фрескейла (нэкспи), паяли плату к медной подложке, на обычном элекро нагревателе, типа как для кухни. Как паста расплавилась закрутили все винты, затем этап охлаждения. Транзистор примерно также припаяли. Есть еще особенности по фрезеровке желоба для транзиппера, там скраев должны быть полоски куда может затечь припой. (Это можно найти в аппноутах, ищите для мощных 1000-1500 Вт там больше информации).
По поводу термопасты у всех нормальных производителей есть характеристика по электро проводности, ес-но надо выбирать но ней, обычно на основе серебра хорошо проводит.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ikm
сообщение May 10 2017, 06:40
Сообщение #11


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 702
Регистрация: 25-12-06
Из: С-Пб
Пользователь №: 23 894



Цитата(ASDFG123 @ May 8 2017, 20:45) *
По поводу термопасты у всех нормальных производителей есть характеристика по электро проводности, ес-но надо выбирать но ней, обычно на основе серебра хорошо проводит.

Можно хотя бы один пример электропроводной термопасты, где приведены характеристики электропроводности? А то они с начала 2000-х пропали, видимо с появлением более дешевых и лучших по характеристикам на основе оксидов.


--------------------
ОБХОДЯ РАЗЛОЖЕННЫЕ ГРАБЛИ - ТЫ ТЕРЯЕШЬ ДРАГОЦЕННЫЙ ОПЫТ!!!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
RFF-11
сообщение May 10 2017, 08:47
Сообщение #12


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 134
Регистрация: 8-05-06
Пользователь №: 16 882



Цитата(ikm @ May 10 2017, 09:40) *
Можно хотя бы один пример электропроводной термопасты, где приведены характеристики электропроводности? А то они с начала 2000-х пропали, видимо с появлением более дешевых и лучших по характеристикам на основе оксидов.

Термопаста Coollaboratory Liquid Pro -електрическая проводимость - 7,28*106 S/m.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ikm
сообщение May 10 2017, 10:06
Сообщение #13


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 702
Регистрация: 25-12-06
Из: С-Пб
Пользователь №: 23 894



Цитата(RFF-11 @ May 10 2017, 11:47) *
Термопаста Coollaboratory Liquid Pro -електрическая проводимость - 7,28*106 S/m.

Откуда эти цифры, на сайте производителя ни слова.


--------------------
ОБХОДЯ РАЗЛОЖЕННЫЕ ГРАБЛИ - ТЫ ТЕРЯЕШЬ ДРАГОЦЕННЫЙ ОПЫТ!!!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
RFF-11
сообщение May 10 2017, 13:20
Сообщение #14


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 134
Регистрация: 8-05-06
Пользователь №: 16 882



Цитата(ikm @ May 10 2017, 13:06) *
Откуда эти цифры, на сайте производителя ни слова.

Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  safetydatasheet_liquid_pro_englisch.pdf ( 180.85 килобайт ) Кол-во скачиваний: 22
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ikm
сообщение May 10 2017, 14:43
Сообщение #15


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 702
Регистрация: 25-12-06
Из: С-Пб
Пользователь №: 23 894



Спасибо, а паспорт безопасности я и не догадался заглянуть.
А вы сами работали с этим материалом в плане как у него с коррозией по иммерсионному золоту или олову?


--------------------
ОБХОДЯ РАЗЛОЖЕННЫЕ ГРАБЛИ - ТЫ ТЕРЯЕШЬ ДРАГОЦЕННЫЙ ОПЫТ!!!
Go to the top of the page
 
+Quote Post

2 страниц V   1 2 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 21st August 2017 - 19:29
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01468 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016