Ní hamháin go leanfadh roghnú ábhar seoltaí teirmeach do chláir chiorcaid phriontáilte ardmhinicíochta an seoltacht teirmeach is airde, ach freisin go gcomhlíonfadh sé na trí ghné lárnacha de na ceanglais feidhmíochta leictreach ardmhinicíochta (Dk tairiseach cobhsaí tréleictreach, caillteanas tréleictreach íseal Df), meaitseáil feidhmíochta teirmeach (seoltacht teirmeach a mheaitseáil, friotaíocht teochta, agus comhéifeacht leathnú teirmeach), agus srianta próisis agus costais. Níl aon ábhar uilíoch "is fearr" iomlán ann, agus ba cheart an réiteach is fearr a mheaitseáil de réir chás an iarratais.
1, Réamhriachtanas roghnúcháin lárnacha: freastal ar na riachtanais ardmhinicíochta leictreachais ar dtús
I gcásanna ar ardmhinicíocht, tugtar tús áite d’fheidhmíocht leictreach ábhar thar seoltacht theirmeach. Más rud é go n-eascraíonn ábhair seoltacht theirmeach ró-chaillteanas comhartha agus neamhréir impedance, fiú má tá an comhéifeacht seoltacht teirmeach ard, ní féidir iad a úsáid:
Oiriúnú banna minicíochta:
Cásanna meán-minicíochta 3~10GHz (cosúil le cumarsáid Wi Fi 6 agus Fo-6G): Is féidir seoltacht teirmeach ard feabhsaithe FR-4 a roghnú, a éilíonn Dk cobhsaí de 3.0 ~ 4.0 df Níos lú ná nó cothrom le 0.008;
Cásanna tonn milliméadar 10 ~ 30GHz agus os a chionn (cosúil le tonn milliméadar 5G agus radar): Dk Íseal (Níos lú ná nó cothrom le 2.5) agus Df íseal (Níos lú ná nó cothrom le 0.002) ba cheart cumaisc charbóin hidrigine ceirmeacha agus ábhair mhaitrís ceirmeacha a roghnú chun maolú comhartha a sheachaint.
Iarmhéid paraiméadar leictreach teirmeach: De ghnáth bíonn líontóirí ag gabháil leis an méadú ar sheoltacht theirmeach na n-ábhar. Is gá a fhíorú an mbeidh na líontóirí ina gcúis le sruth iomarcach minicíocht Dk/teocht agus méadú Df chun saincheisteanna sláine comhartha a sheachaint.
2, seoltacht theirmeach agus cásanna oiriúnaithe d'ábhair shubstráit pcb ardmhinicíochta príomhshrutha
Athraíonn seoltacht theirmeach, feidhmíocht leictreach, agus cásanna infheidhme na n-ábhar foshraitheanna éagsúla go mór, agus is féidir iad a roghnú de réir riachtanais dlús cumhachta agus banna minicíochta:
| Cineál Ábhar | Seoltacht theirmeach tipiciúil W/(m · K) | Feidhmíocht leictreach ardmhinicíochta | Raon dlús cumhachta is infheidhme | Croíchásanna infheidhmithe |
|---|---|---|---|---|
| Foshraith traidisiúnta FR-4 | 0.25~0.5 | Téann Df in olcas go 0.022-0.035 os cionn 10GHz, le luaineachtaí móra i Dk | ＜5W/cm² | Ciorcaid ísealchumhachta-minicíochta faoi 3GHz, cásanna atá íogair ó thaobh costais de |
| Seoltacht ard teirmeach modhnaithe FR-4 substráit | 0.8~1.5 | Is féidir df a rialú idir 0.008 ~ 0.015 ag 10GHz, agus tá cobhsaíocht Dk feabhsaithe | 5~15W/cm² | Cásanna minicíochta meánach 3~10GHz-ar nós gnáthéadan RF-deireadh agus bord rialaithe tionsclaíoch RF |
| Foshraith miotail alúmanam-bhunaithe (MCPCB) | 1.0~5.0 (gnáthchineál); 8~50W/(m · K) (cineál ciseal inslithe seoltacht ard teirmeach) | Tá an DF den chiseal inslithe sách ard agus níl sé oiriúnach ach do chásanna faoi bhun 10GHz | 15~50W/cm² | Cásanna cásanna RF ardchumhachta faoi bhun 10GHz, ar nós soláthairtí cumhachta RF agus modúil ardmhinicíochta gléasta feithicle |
| Foshraith miotail copair-bhunaithe | 200 ~ 400 (cineál scaradh teirmeachleictreach) | Tá ciseal inslithe ísealchaillteanais ag teastáil, le caillteanas ardmhinicíochta beagán níos airde ná an tsubstráit ceirmeach | ＞50W/cm² | Cásanna fíor-ardchumhachta agus ardmhinicíochta faoi bhun 10GHz, amhail aimplitheoirí RF ardchumhachta |
| Foshraith ceirmeach ocsaíd alúmanaim | 20~30 | Dk≈9.8,Df Níos lú ná nó cothrom le 0.0005, Feidhmíocht ardmhinicíochta den scoth- | 50 ~ 100W / cm² | Cásanna RF ardchumhachta os cionn 10GHz, mar mhodúil IGBT RF agus eitleonaice |
| Foshraith ceirmeach nítríde alúmanaim | 150~200 | Dk≈8.8,Df Níos lú ná nó cothrom le 0.0003, Feidhmíocht chobhsaí i mbanda minicíochta tonn milliméadar | ＞100W/cm² | Cásanna toinne milliméadar ardchumhachta os cionn 24GHz, amhail radair agus léasair ardchríocha RF |
3, Roghnú Ábhair Chomhéadain Teirmeach Meaitseála (TIM)
Chomh maith leis an tsubstráit féin, caithfidh an t-ábhar comhéadan teirmeach idir an eilimint téimh agus an doirteal teasa/substráit freastal ar riachtanais chásanna ardmhinicíochta:
Ceanglais ísle paraiméadar seadánacha: Ba cheart tosaíocht a thabhairt d’ábhair seoltacha teirmeacha tairiseacha tanaí, íseal tréleictreacha a úsáid chun toilleas seadánacha breise a thabhairt isteach a chuireann isteach ar chosc ar ardmhinicíocht a sheachaint;
Roghnú seoltachta teirmeach:
Gnáthfheistí cumhachta: úsáid a bhaint as ramhar seoltach teirmeach silicone le seoltacht theirmeach de 2 ~ 5W/(m · K) agus gaiscéid seoltacha teirmeacha, ar chostas íseal agus inphróiseasacht mhaith;
Sliseanna flux ard teasa RF: is féidir glóthach seoltach teirmeach agus ábhar athraithe céime le seoltacht theirmeach de 8~15W/(m · K) a úsáid chun micrea-fholús a líonadh agus friotaíocht teirmeach teagmhála a laghdú;
Riachtanais inslithe: Ba cheart ábhair inslithe theirmigh a bhfuil voltas frithsheasmhach acu ar mó é ná nó cothrom le 3kV/mm a roghnú le haghaidh cásanna ardvoltais agus ardmhinicíochta chun miondealú ardvoltais a sheachaint.
4, Cinneadh roghnúcháin-céimeanna a dhéanamh
Banna minicíochta seasta: Déan tairseacha Dk agus Df na n-ábhar a chinneadh bunaithe ar an minicíocht oibriúcháin, agus an raon ábhar a chomhlíonann ceanglais feidhmíochta leictreach a scagadh;
Cumhacht a ríomh: Ríomh dlús cumhachta an chroí-eilimint téimh agus é a mheaitseáil leis an tsubstráit a fhreagraíonn don leibhéal seoltachta teirmeach
Dlús cumhachta<15W/cm ²: High thermal conductivity modified FR-4 is preferred for the highest cost-effectiveness;
Dlús cumhachta 15~50W/cm ²: roghnaigh ciseal inslithe seoltacht teirmeach ard MCPCB alúmanam-bhunaithe;
Power density>50W/cm ², faoi bhun 10GHz: roghnaigh MCPCB coparbhunaithe;
Power density>50W/cm ², os cionn 10GHz: roghnaítear foshraith ceirmeach, agus tugtar tosaíocht do chriadóireacht nítríde alúmanaim i gcásanna ultra-ardchumhachta tonn milliméadair;
Meaitseáil teasa calabrúcháin: Fíoraigh comhoiriúnacht chomhéifeacht leathnú teirmeach an ábhair (CTE) leis an sliseanna agus an scragall copair. Mar shampla, is é an ais Z-CTE de FR-4 ná 40-60ppm/ céim, agus tá CTE an tsubstráit ceirmeach níos gaire don sliseanna sileacain, rud a d'fhéadfadh an baol a bhaineann le cliseadh comhpháirteach solder rothaíochta teirmeach a laghdú;
Rialú costais: Ós rud é go gcomhlíontar ceanglais feidhmíochta, seachain úsáid iomarcach ábhar ardchostais - cosúil le criadóireacht nítríde alúmanaim, a bhfuil an seoltacht teirmeach is airde acu ach atá 5-10 n-uaire níos daoire ná criadóireacht alúmana, agus nach bhfuil ach éifeachtacht costais acu i gcásanna cumhachta ultra-ard tonn milliméadar.
5, Cúnamh dearadh teirmeach forlíontach
Níl an roghnú ábhair ach mar bhunús le bainistíocht theirmeach agus ní mór é a chomhordú le dearadh struchtúrach chun an éifeachtúlacht diomailt teasa a uasmhéadú:
Socrú a dhéanamh ar eagar teirmeach trí-poll le trastomhas 0.2-0.3mm faoi bhun an eilimint téimh, ag baint úsáide as cóiriú dlúth heicseagánach chun friotaíocht teirmeach ingearach a laghdú;
Úsáideann an ciseal cumhachta agus an ciseal geolaíochta copar le tiús 2oz (70 μ m) nó níos airde, ag cothabháil ráta clúdach copair de níos mó ná 80%, mar chiseal idirleathadh teirmeach planar;
Comhpháirteanna a leagan amach go réasúnta, duchtanna comhiompair cúlchiste, agus coimeád comhpháirteanna giniúna ardteasa ar shiúl ó chomhpháirteanna íogaire teirmeacha.