エレクトロニクス産業の広大な宇宙の中で, プリント基板の重要性 (プリント基板) 電子コンポーネントを接続するブリッジは自明のことであるため、. しかし, 科学技術の急速な発展に伴い, 従来の PCB は高出力デバイスのパッケージングに対応できないようです. このボトルネックを打破するには, 一連の革新的な技術が登場しました, 中でもパワーデバイスをPCBに埋め込む技術は最も輝かしいスターです. この記事では、このテクノロジーの神秘的な世界にあなたを導き、その原理を探ります。, 現状と今後の動向.
1.従来の PCB の限界と課題
プリント基板, the “electronic highway” composed of organic insulation layer and metal circuit layer, 低価格と加工性の良さからエレクトロニクス製品に欠かせない部品となっています. しかし, すべてのものには限界があるのと同じように, 従来の PCB の放熱性能の不十分さが、高出力デバイスのパッケージング分野での応用を制限する大きなボトルネックとなっています。.
有機絶縁層, 通常は有機樹脂材料とガラス繊維クロスで作られます (FR4), 熱伝導率はわずか0.2～0.3W/(m・K), これは金属材料の熱伝導率よりもはるかに低いです. 高温環境下では, 有機材料は熱劣化や熱老化を起こしやすい, ひどい場合には炭化が起こることもあります, 電子製品の安定性と寿命に重大な影響を与える. したがって, 従来の PCB では、放熱性能に関するパワーデバイスのパッケージングの高い要件を満たすことが困難です.
2.金属ベースのプリント基板の登場 (MCPCB)
PCB基板の放熱性能を向上させるため, 金属ベースのプリント基板 (MCPCB) 誕生した. MCPCBは金属層と絶縁層を組み合わせています, 金属の高い熱伝導率を利用して基板全体の放熱能力を向上させます。. しかし, MCPCBの放熱性能は向上していますが、, 全体的な熱伝導率はまだ高くありません, そのため、高出力デバイスのパッケージングにおける放熱性能の究極の追求を満たすことが困難になります。.
3.埋設銅板技術のブレークスルー
PCB基板の放熱性能をさらに向上させるために, 業界は埋め込み銅板の概念を提案しました。. 埋め込み銅プレート技術では、積層プロセスを使用して金属銅ブロックを窓付き PCB または MCPCB 基板に埋め込みます。, 金属の高い熱伝導率を利用して、基板全体の放熱能力を大幅に向上させます。. しかし, 金属伝導によるショートを避けるため, 通常、銅ブロックの表面を絶縁層で覆う必要があります。. この絶縁層により短絡の問題は解決されますが、, また、基板の放熱性能にも一定の影響を与えます。.
4.ジンマイ: 標準パワーデバイスをパッケージ化された PCB に組み込む革新的な手法
このような背景に対して, ジンマイ (インフィニオンテクノロジーズの子会社, Inhengの代理人です) applied for a utility model patent for “embedded packaged PCB for standard power devices” (申請番号: CN202323630195.1). この特許は、パワーチップを統合する新しいパッケージ構造を提案しています。, 制御回路と駆動回路, バスバーとシャント抵抗を PCB に接続, 高度な集積化とモジュール化を実現.
具体的には, 特許の PCB 構造には 6 つのパッケージ層が含まれています, 第３のパッケージ層と第４のパッケージ層との間にキャリアユニットが設けられる。. キャリアユニットには銅基板が含まれています, 上面に溝が設けられている, 溝の内底は接続層を介してパワーチップに固定接続されています。. この構造により、熱伝導面積が拡大するだけでなく、, 絶縁層の配置と厚さを最適化することで、絶縁層が放熱性能に及ぼす影響を最小限に抑えます。.
Jinmaiの統合ソリューションはインフィニオンのSセルチップに基づいて設計される可能性が高いことは注目に値します. インフィニオンのスター製品として, S-cellチップは、その優れた性能と安定性により市場で広く認知されています。. Jinmai はそれを独自の包装ソリューションに適用しました, それは間違いなく製品の競争力をさらに高めました.
しかし, このソリューションには検討する価値のある問題もいくつかあります. 例えば, パワーデバイスは、絶縁層によって取り付け熱伝導面から絶縁されています。, この層の厚さと熱伝導率は熱抵抗に大きな影響を与えます。. 熱伝導面積を拡大するために大きな銅ベースがありますが、, 絶縁層の存在により、放熱性能には依然として一定の制限がかかります。. 加えて, 内蔵シャント抵抗器が高電力アプリケーションに適しているかどうかも議論する価値があります。. 大電流損失が大きい, 抵抗値は非常に小さいです, 温度ドリフトが精度に影響を与えるかどうか、その他の問題についてはさらなる研究と検証が必要です.
5.深セン南サーキット: 内蔵パワーチップ実装基板と実装方法の革新的探索
ジンマイに加えて, 深セン南サーキットは、パワーデバイス組み込みPCB技術の分野でも徹底的な調査を行っています。. パワーチップ内蔵実装基板と実装方法を提案, ベアチップによるパワーチップの効率的なパッケージングと放熱を実現, 硬質基板, コアボード, 絶縁層, 外部金属層, 金属層表面の止まり穴, 柱と内部金属層を接続する.
このソリューションは、実装密度と放熱性能を向上させるだけでなく、, 内部構造を最適化することで、パッケージングコストと製造難易度も削減します。. 深セン南回路のこの革新的な実践は、パワーデバイス組み込み PCB 技術の開発に新しいアイデアと方向性を提供します。.
6.今後の展望: パワーデバイス組み込みPCB技術の無限の可能性
エレクトロニクス産業の継続的な発展に伴い、, パワーデバイス組み込みPCB技術はより広範な開発の可能性をもたらす. 一方では, 新しい材料と新しいプロセスの継続的な出現により、, PCB基板の放熱性能がさらに向上します; 一方で, インテリジェント製造とモノのインターネット技術の急速な発展により, パワーデバイス組み込みPCB技術はスマートホームで広く使用されるだろう, 新エネルギー車, 産業オートメーションおよびその他の分野, これらの分野のイノベーションと発展を強力にサポートします.
将来, パワーデバイス組み込み PCB テクノロジーが今後も技術的なボトルネックを打破し、より高い効率を達成すると信じる理由があります。, 信頼性の高いインテリジェントなパッケージングおよび放熱ソリューション. この技術革新は私たちをより良い電子世界に導きます.
______________________________________________________