印制电路信息２０１８ Ｎｏ．０４ 特种板 ｅｃ’ｉａｌ ＰＣＢ 一种嵌入式散热ＰＣ Ｂ的制作过程 彭喜几 杨杰 关志锋 李超谋 （珠海杰赛科技有限公司，广东珠海５１９１７（】） （广州杰赛电子有限公司，广东广州ｊ１ＯＯ３２） （广州杰赛科技股份有限公司，广东广州５１０３１ｆ）） 摘 要 ｌ，（：Ｂ在大功率运行下产生大量的热量，如何高效、便捷地为电子器件散热降温已成为关乎产品系统设计 关键问题 本文介绍了一种采用铝基散热的嵌入式ＰＣＢ６，￣开发过程并分享了一套最优的产品实现方案 关键词 嵌入式：铝基板；散热板 中图分类号：ＴＮ４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—００９６（２０１８）０４—００５９—０４ Ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｒｏｃｅｓｓ ’ｒｌｃａｔｌ０ｎ ｒｏｃｅｓｓ ＯＩ ａｎ ｅｍ ｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ＰＣＢｅ ｆｏｒ ｈｅａｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ＰＥＮＧ Ｘ ｅｒ ＹＡＮＧ Ｊｉｅ ＧＵＡＮ Ｚｈｉｚ￣ｎｇ Ｌ１ Ｃｈａｏ—ｏｏｌｔｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｓ ＰＣＢ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｈｅａｔ，ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔ ｆａｉｌｕｒｅ．Ｈｏｗ ｔｏ ｃｏｏｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ ｅｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ａｎｄ ｅｆｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｋｅｙ ｉｓｓｕｅ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｎ ＰＣＢ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｆｏｒ ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｓｈａｒｅｓ ａ ｓｅｔ ｏｆ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｌａｎ． Ｕ月ｌＪ吾 题。Ｌ｛前的电了改箭热 汁‘舣划分为系统级热 设计、极级热设计 封装级热殴汁ｊ个层次， 随荇电ｒ系统集成化 嫂的 提升，人 容景数据的传输和处理也 符舟频化、高速化发 肥，使得电ｒ』 ： ＾不断 菥舟惭 、多功能化方 分ｊ；ｌＪ对Ｊ 哎备框架、ＰＣＢ Ｊ１’，： ｆ１ １ 器件二个层 级。作为ＰＣＢ产品结构改汁Ｉ 埘ｔＵ Ｊ 设备散热的 改善，常 的ＰＣＢ） ：…Ｉ１ 块、金 ｆ｝５［热优化主要有 铜 发 。这止匕导敛单化【 积或体 助 的不断攀 升 Ｊ ， 人母的热昂，使得 体＝｛＿ｌ｛的热流密吱 板等，本义＿｜要讲述ｌ，ｆ勺址一种采用嵌 急剧增加，舟密发集成等使得恃史热 缩小，散 入武金属基散热ｎ勺ＰＣＢ／￣：品ｎ勺制造灾现方案。 热通道拥挤或 堵塞，Ｋ时『ＨＪ的岛热或者频繁地 ｌ产品结构分析 公司某客， 发汁的某款嵌入』 ＰＣＢＰ＇￣品，结 商低温循环， 仪导致 ：『ｌＩｌｌＩ老化、结构变形和器 足对产品 构如 ｌ所示。产品黎体ｍ钳｛板１＝ｌ１ ＰＣＢ板组成， ＰＣＢ嵌入到铝板【ｕ１台 ”采』ＩＪ导电胶进行【Ｊ！占合， 铝板往传输、分散产ⅢＦ１．运 时』 ｑ．－的高热的效果 件过热损坏等物 性能方 的 题， ｎ勺热可靠性干ＩＪ信 －ｆ等输保真发等产ｆ 过热失效。 如何将产品濉度保持 满足产 ·叮靠性的 规定范围，是电子 ：ｒ１ｆ 热设计前婴芍虑的重点问 ．．５９．． 特种板ＳｐｅｃｉａｌＰＣＢ 印制电路信息２０１８ Ｎｏ．０４ 的川Ｉ／，Ｊ‘也址集成 什 装的 ，２．２压合分层 山Ｊ ＰＣＢ板内嵌刮｛｛｛扳Ｉ【Ｉｌ台嘶 ，川时 ｛板 板角存 个销钉，使得 』 时ＰＣＢ扳 ｊ 仃 ｆ 构，避免ＰＣＢ扳 失』Ｉ 风险。『』１ｌ何设汁 与导ＬＵ胶¨ｉ 时犬 。 ３策划及执行效果 ３．１首次产品实现策划及执行 ３．１．１策划方案 图１产品结构图示 针刈 ：－ 特点， 汁和 嘤 虑Ｌ ｌ【善导｝Ｕ胶外肜 时Ｍ等（ ２） 、 ２产品实现主要难点分析 ２．ｊ导电胶溢胶 甘【Ｕ歧较， ’ ，Ｊ ＪＦｆ‘湍速率要求卡ｌｌ较大的 合 ，¨ 合 式的受 、 ３．１．２策划执行结果 根 产· 策划力‘窠，综 产品埙 子，进 产实践验 。 批 响 ＇ ｂ ｔｌ／￣／：￣ Ｉ：， 技 使 ｆ 股仃看较大的流动度，椴易溢胶ｆ 现，不论女ｆ』 降低 力 Ｉ大Ｊ缩 也股外形变均 完全 尢溢¨交缺陷，｝ｌｌ测厄 ，Ｉ ２ ０试厄分 缺 ＰＣＢ￣－ＩＩ定 啪：、迎过通孔ｌ￣．ＰＣＢ扳 以及通过枘边 溢Ｉ 扳 ｆｌ： 台。 导｜＿ 胶具有导电性， 合程序卜牛Ｊ ：，可确 ， 。… ， 何 化的；ｉ，￣ｔＨ２均何可能导致Ｊ 。 Ｉ电测短路，造 成，、 。＾＾ 能火效。如ｆＵ』设定导ＩＵ胶的压合程序， ３．１．３生产总结分析 前别 产试验效 ，／Ｊ＼析过 果逆推，发现仃以下儿 Ｌ 。 汁干ｆ ｆ他 符合＿ｌ１’，： Ｉｆｔ溢儿交管控标准，ｌ １． 合 产牛分 Ｊ文 板等性能缺陷？（农１） 表１半固化导电胶供应商提供压合程式 （１） 求 小胶Ｊ 的甘ＩＵ Ｊ】之。 前ｊＪ【｛采ＪＩ Ｊ０．１ ｍｎ１胶 Ｉ 门 Ｉ 胶 ＩＪ窆｛Ｉ 过人， 征ＰＣＢ板Ｐ 仪 ０．２ ｍｍｌｌ 溢峻Ｉ 卡ｌｌ外肜 无法避免， （２） 计，墩 找更小ｐ Ｊ 佝甘｝乜胶进 试验。 改产 砹汁 ‘ ， 钉。 迎孔 ｉ ｉ扎改 Ｉｍ！ｌＪＪＰＣＢＩ勺的通 Ｌ 【Ｊ】交作 ｝』， ＩＵ ＪＪ交 Ｊ１ｉ 表２产品难点策划方案 ．．６０．． 印制电路信息２０１８ Ｎｏ．０４ 特种板ＳｐｅｃｉａｌＰＣＢ 程宁名 项目 步骤 斜率 压力 保持 斜率 温度（℃） 保持 真空开关 时Ｉ＇／￣］（ｍｉｎ （Ｎ／ｑｃｍ 时间（ｍｉｎ） 时间（ｍｉｎ） 时间（ｍｉｎｌ 真空度（ｍｂａｒ） １Ｏ０ １ ０ ８０ ５ ０ １５０ ５ ｏｎ 真空时间《ｓ） １２０ ２ ０ ８０ ６５ ０ ２１５ ６５ ｏｎ Ｙｉｎｊｉａｏ４ 起始压力 ８０ ３ ０ ８Ｏ ７０ Ｏ １８５ ７０ ０ｎ （Ｎ／ｑｃｍ） 起始温度（℃） １５Ｏ ４ ０ ８Ｏ ２０ ５ １４０ １５ ｏｎ ｜ ５ ０ ８０ １０ Ｏ １３０ １０ ｏｆｆ 图２压合程序基本设定 合时，存流胶无阻滞时会溢上孔Ｕ，较大的含胶 ０．０５ ｍｍ胶厚导电胶，按策划方案执行，自孔 量使得其流胶更多，从而蔓延至ＰＣＢ线路上，致 案板存板面无溢胶，但在ＰＣＢ极外形边仍然仔 使电测短路，故更改产晶设计方案。 溢胶，且无法完全避免。部分产品日视无溢胶， （３）继续改善压合程式。 但 ５０倍放大镜榆测下仍然可以溢胶。但 流测 前期压合程式虽无法完伞解决溢胶，但住改善 试未见分层。 ¨ｉ力和 合时『日Ｊ等的设计后，可保证压合成品无 ３．２＿３第三次优化及效果 分层缺陷，后续在保证无分层条件卜，继续减小 压合压力。 根据前期开发，已基本确认压合 式改定和 （４）改善辅料配套设计。 辅料配套，若继续减少导电Ｈ爻的含胶量即可确保 前期辅料设计手要是为了确保ＰＣＢ板压合受 产品丌发。第三次优化设计为： ／ｌＪ，避免仅有销钥‘受 的情况。现设计盖板对程 （１）导电胶内缩１．０ ｍｍ，压合 式给定压力 型硅胶进行限制和配压，减ｄ￣ＰＣＢ压合受力，避 为５０ Ｎ／ｃｍ ； 免溢胶。 （２）在导电胶内增力【ｌ小孔开窗，采用物理『Ｊｌｌ 的方法减少导电胶，达到减小胶量的目的。 ３．２二次产品开发过程 按上述方案执行，成品效果如 ３，客户要求 的所有溢胶控制区域内均无溢胶缺陷，经【口１流测 ３．２．１第二次试验方案 试平ｕ电性能测试均未见质量和性能缺陷。同时， 根据３．１．３巾的分析，我们寻找到目前已开发 产品也在客户端通过验订Ｆ。 的产。口１中最小胶厚为０．０５ ｍｍ的导电胶，考虑前期 ３．３产品实现方案小结 发汁和牛产效果，设计出表３试验方案。 综合前述试验策划方案和生产文际效果验 ３．２．２策划方案执行效果 证，实现此嵌入式ＰＣＢ的最佳牛产方案如表４ 根据生产实践和产品结果分析发现，采用 所示。 表３二次开发策划方案 ．６１— 特种板 ｉａｌ ＰＣＢ 印制电路信息２０１ ８ Ｎｏ．０４ Ｉ“ ｔ一……煳 旨ｌ皇 ａｌｕｌｕｌⅡ删 。。 雪 叠 ｌ 舅 曩 ； 一 ＿士ｊ受 引＜ 戈 硫１】 外形 ｝似¨１、 溢｝ｊ 图３嵌入ＰＣＢ未见溢胶 ４结语 征＿ＪＩ：发此嵌入』 敞热ＰＣＢ的过 一 ，ｊ 芟 埘的 题就址， ： ＩＩｆ 溢胶缺陷干¨分 缺陷。为成 功Ｊｒ发新广：一 料、 ， ： 满 客户端需求，我们从 产物 干¨轴料配套等办 进 适当的 改 终成功开发｝ｆＪ新Ｉ，Ｉ勺Ｊ 品。 作为ＰＣＢ Ｊ进 业的从、【 人 ， 方‘ 和心刖领域，关注新 ． 的流 的实现力‘ 材料的 ＿｝ｊ￣ＰＣＢ发 发，干｜ 彩新 ｔｌ、ｊ 技术没汁， 、 ： 干ｌＪ ，址实 制造满址没汁 岳求、 代发腱速度的必然要求。所以，找们愿意最人 瞍的 人家分 我公司最新的坎术Ｊ ｒ发成 ， 进技术炎流 ｆ¨／『 地优化， 表４嵌入式ＰＣＢ实现方案 对２ ０ １ ８年春季论坛投稿论文的管窥蠡测之见 ■ＣＰＣＡ科学技术委员会顾问、 《印制电路信息》编委会委员马明城 我作为沦迁Ｐｔ 选的成员之一，虽然 我们行、『 从ｑｋ５ｏ彩 ，算灶 ｒ ｊ ，年龄小饶人』１胍人 』 ， 念老化 Ｊ 儿汁 然１ 。 我并非倚老卖老，依然还想对２０１ ８ｑ 母沦坛投搞论史说点竹婉蠡测之找 ＣＰＣＡ２０１８』１－４ 事 Ｉ￣；ＰＣＢ技术信息ｌｌ八坛征文通矢【】埘论１迁仃明确耍求，论文“ 务必使川法 绝人彩数论逻 忽 Ｊ 这一要求， 外还火杂英文 例。 ｌＪ 我 内仃＿天部¨没仃及时确立剁 ＾ ：ｌ 位”遗憾的址 仆进行权威技 ， 金交流义 刎小能 侍，造成许多新叫 汉语出版物中“接以英文名词出现。这种汉英混 也 ｉ：人 、ｕＪ 仃小少人 ‘仍然 妖川 殳『ｎ 川ｒＩｌｌ文，如“ 划” ：” 要 作“ｐａｄ”， “标志”写作“ｍａｒｋ”， “侧蚀”’ｊ作“ｕｎｄｅｒｃｕｔ”， “蚀 “ｅｔｃｈｉｎｇ”，“导通孔”’ｊ作“ｖｉａ”，“亩孔” 作“ｂｌｉｎｄ ｖｉａ”，“Ｊｑ！￣Ｌ”写作“ｂｕｒｉｅｄ ｖｉａ”…… 。 丈际Ｉ “摘 址沦迁『～ ＪＪ ｌ】汁粹 关于论迎的摘 问题：在本次备季论坛论文中，大多小爪沣意摘要的 ｉ＇ｔ‘睑的两 陈述”， “ｆ ｌ具有独立性 Ｉｎ禽性，即不 读论 的全文，就能获 ／－ｆ；；息。摘 巾 ｎ敬 、仃 沦．址· 输 屯 的 迂，ｌｌＪ‘以独辽使用，可以０…Ｊ，可以 于ｒ艺推ｒ，摘婴的内容瞳包 １ｊ报告、沦迁川 ㈤ ｌ０ 要 息， 肯确定有无必 『划 仑文，也供文摘等：次文献采用。摘 ‘般应说明研宄 ｆｔ￣ｆＩ＇，３目的，实验力‘ ，站 和最终 论 ， 重＾足纳果 ｌ八。”期盼将来投稿时鄙能充分审视摘要的书写，中文ｔ｝＿迎摘要一般不 Ｉ ｆ：心过２００～３００ 。 Ｊ 父键涧问题：天键叫址从论文中选取Ｈ｛来的用以表示论文主题ｉ～容信息的单训或术语。嘶篇论殳选取３～８个酬作为足谜 ｜ｌ１．，【｝１文 键ｔ４１，￣／４１１：？ｉｉ·｝ 文摘要卜办。既然是巾文关键洲，琊么毫无疑『几Ｊ理应址ｌＩ ｌ迁，但征集的论迁，ｌｔ，的ｒＩｌ文火Ｉｌ＝Ｉ芏训 还仃英 ，Ｉ 有的论 只有一个关键词，更甚者， 板，往论文ｌ｝】个 ｊ 线路板， 论丈 ＩＩ现的关键涧卜ｊ 键 称许小一致 ：欠键词印 ＪｌＵ踏 找 剑“印制电路扳”的 ，有的还把ＬｌＪ义父谜词排征英迎搠 卜…… ．．６２．．