最佳屏蔽有助于满足填鸭式的挑战最大到最小的PCB空间的功能。
Paul j .学生
Laird技术,圣路易斯,密苏里州,美国
电子元件的小型化的发展加剧,制造商需要同时解决多个问题,早在设计过程中。快速解决问题和早期设计阶段的项目将节省时间和金钱在制造业和将加速投放市场的时间。
在今天的电子世界,消费设备需要集成的无线视频,音频,和存储技术规范。然而,随着更多组件打包到董事会产生现代用户所需的高级功能,大量的热量和EMI问题正在形成,以及更少的空间,来解决这个问题。因此,EMI和热的工程师要求诊断和解决常见的原因操作速度慢,组件故障,热诱导应力。
如果EMI和热的问题发现在今天的更新、更小、更快、无线、和高效的产品被渲染成一个公式,它将阅读:
噪声+热=问题
那么这些工程组织的共同的目标?不同的工程组如何协调资源和共同努力,减少热应力和EMI排放,通过内部可靠性要求,并提高产品生命,增强整个系统?
回顾电子元件的设计,所有的工程师都需要意识到潜在的热量和EMI问题。EMI几乎可以在任何今天的设备被发现是因为使用的微处理器,RF芯片,电压调节器,和其他集成电路(IC),也被称为集成电路芯片,一种广泛使用的设计选项高频率的特征。通常,这些问题处理的源和尽可能接近源与董事会层面屏蔽(BLS)。
当它第一次,热的问题可能会影响系统的可靠性,设计师通常转向热界面材料,散热片增强散热。然而,这些组件添加系统重量和成本,和许多新的和更小的应用程序根本没有空间散热器。理想情况下,设计师想减少组件依靠董事会。此外,设计师想要保护设备免受电磁干扰在董事会层面,最接近源需要移除热量,董事会层面屏蔽也是必需的。
那么什么是真实,有效的方法对工程师应对今天的电子噪声和热?同时减少热量和EMI噪声的新方法将应用热界面材料(TIM)董事会层面屏蔽。通过添加一个热界面材料,这样在图1中,热量更有效地从IC转移到董事会层面的大型金属表面防护。这个散热会增强通过添加第二个热界面材料在董事会层面屏蔽和第二个,大热辊(图2 a、2 b和2 c)。
在某些情况下,董事会层面屏蔽可能提供一个足够大的表面从集成电路散热。只有测试的应用程序可以确定董事会层面屏蔽可以提供足够的散热或如果需要更大的热撒布机。
一个常见的错误管理的热量集成电路不把热屏蔽材料IC和董事会之间的水平。如果热界面材料不是放置在董事会层面屏蔽和集成电路(图3),多余的热量由集成电路不是直接删除。相反,简单地辐射到气隙热,董事会层面的金属屏蔽对散热的影响不大。这个多余的热量创建了一个问题,因为空气是一个非常好的热绝缘和不直接转移热量。没有热界面材料,集成电路将保留热量,将达到更高的温度,因此,可能不会正常工作。
相反,通过增加董事会层面之间的热界面材料屏蔽和集成电路,一个工程师可以利用金属屏蔽板水平的热撒布机。热界面材料消除了气隙和有效地传输热量从董事会层面的集成电路屏蔽。董事会层面的金属屏蔽然后有效地提供了一个扩大散热面积。
半导体失败最常见的原因是热量。高温不仅破坏设备。甚至在升高,无损温度可以降低使用寿命。数据表指定一个最大结温,通常是100°C和200°C之间的硅。大多数晶体管最大结评级125°C,这是芯片本身的温度。安全包温度低得多。
如果不考虑热管理,ICs将有更短的生命或将变得不那么可靠。过多的热量高于操作温度将烧坏或将开始破坏脆弱的硅集成电路内部的结构。ICs所指定的工作温度范围。当一个集成电路运作超过这个范围,IC开始失败。实现适当的操作温度,散热问题包括集成电路或产品测试的一部分。建议可能的生产商提供的集成电路,但并不是所有应用程序都是平等的。
结论
没有单一的方法来保护产品免受电磁干扰和热量。不过,通过考虑这两个问题在设计过程中早些时候,昂贵的产品测试中存在的问题是可以避免的。融合技术或产品,将两个产品,如EMI和热合并到一个产品,可以提供一个有吸引力的解决方案。考虑EMI和热问题在设计过程的早期可以帮助消除昂贵的问题后在产品开发过程中。
Paul j .学生是全球商业Laird EMI战略业务集团主管技术。他目前负责开发、实现和管理全球业务增长目标、策略和损益表Laird技术的EMI业务单元。学生在1997年加入Laird技术随着全球技术经理。他领导了全球开发和推出新产品和流程。他一直是提升整个Laird技术的组织和举行了头寸,如全球产品总监和销售总监。Laird技术之前,学生在孟山都公司开始职业生涯,他在用他的方式与过程工程师操作单位领导人高级研究工程师。学生毕业于韦恩州立大学的化学工程学士学位和华盛顿大学的MBA学位。