고전력 애플리케이션용 PCB를 위한 첨단 열 관리 솔루션
Gregor Langer외 5명
전기 구성요소의 전력 손실이 커짐에 따라, 조립된 장치의 열 성능은 전자 패키징에 있어 가장 중요한 품질 요소 중 하나로 여겨지고 있다. 특히 반도체 기술, 특히 고전력 구성요소 부문의 급속한 발전 덕분에, 장기간 신뢰성을 보장하는 데 있어 온도 의존도는 중요한 매개변수이므로 설계 단계 동안 가능한 최우선적으로 주의 깊게 고려해야 한다.
이와 관련 Gregor Langer외 5명은 SMT지 최신호에서 ‘고전력 애플리케이션용 PCB를 위한 첨단 열 관리 솔루션’이라는 주제로 견해를 밝혔다.
이를 요약하면 다음과 같다.
이 글에서는 고전력 애플리케이션을 위한 인쇄 회로 기판에서 열 관리 솔루션의 몇 가지 상이한 개념에 대해 설명했다. 절연 금속 기판, 개방형/플러그드 열 비아 등의 최신 개념 이점에 대해서는 상이한 개념에 따라 빌드업된 고전력 LED 모듈의 열 성능을 비교해서 제시했다. 특히, 기술자들이 짧은 열 전도 경로를 달성할 수 있도록 지원하는 절연 금속 기판과 플러그드 열 비아는 흥미로운 열 관리 솔루션이라는 사실이 입증됐다. 제대로 설정된 변수 외에도, 몇 가지 새로운 개념 또한 제시했다.
캐비티 기판(국소 밀도 감소를 보이는 기판)은 기판을 통해 Z축을 따라 줄어든 열 경로를 통해 얻을 수 있는 열 이점이 있는데, 고전력 발광 장치가 부착된 캐비티 기판의 열 시뮬레이션은 우수한 냉각 성능을 보여준다. 최신 시뮬레이션 결과와 비교해, 캐비티 기판 접근방식은 기판 시스템의 열 저항이 최저를 기록하고 부착된 고전력 구성요소에 대한 접합 온도 또한 최저를 나타낸다. 이러한 테스트 기판에서의 열 측정을 통해 시뮬레이션 데이터를 검증하기 위해서 이와 같은 개념의 테스트 도구 실현이 계획됐다.
더 나아가, 칩 캐리어 기판에서 구리가 채워진 열 비아의 열 이점 또한 제시됐다. 또한 열 시뮬레이션의 첫 번째 결과를 제시하고 이에 대한 논의가 이루어졌다.
테스트 도구에서의 추가 시뮬레이션 및 측정이 진행 중이며, 이러한 열 조사 결과는 향후 게시될 예정이다.
