[ikm 0]

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.

[merkader 3]

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

_______.rar

[mepavel 0]

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.

[west 0]

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!

[Mishuroff 0]

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.

 

 

 

 

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.

 

[mepavel 0]

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.

Сейчас в качестве материала корпуса используем АМг61.

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

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.

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?

[Mishuroff 0]

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.

[mepavel 0]

На олово-висмут нельзя ставить золото, образуется соединение черного цвета с полупроводниковыми свойствами.

Транзистор обычно напаивается (устанавливается) через прокладку на основе индия.

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.

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.

 

[ikm 0]

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.

[ASDFG123 0]

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.

[ikm 0]

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.

[RFF-11 0]

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.

[ikm 0]

Термопаста Coollaboratory Liquid Pro -електрическая проводимость - 7,28*10⁶ S/m.

Откуда эти цифры, на сайте производителя ни слова.

[RFF-11 0]

Откуда эти цифры, на сайте производителя ни слова.

safetydatasheet_liquid_pro_englisch.pdf

[ikm 0]

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?