ALBA semplifica il Power & Thermal management dei PCB

Le tecnologie per migliorare la dissipazione del calore e la gestione di correnti elevate nei PCBs stanno costantemente evolvendo per soddisfare le esigenze di applicazioni sempre più complesse. Il gruppo ALBA è in grado di offrire un’ampia gamma di soluzioni tecniche per risolvere queste problematiche, soprattutto quando vi sia da coniugare una parte digitale con parametri molto stringenti (microcomponentistica QFN, BGA, tracciato con conduttori di ampiezza ridotta, e bassi isolamenti elettrici fra i conduttori stessi) con una parte del pcb prettamente di potenza che necessiti spessori di rame ben oltre i 70um ( fino anche a 3mm) così di poter sopportare amperaggi elevati con una gestione termica complessa.

In particolare:

BBE PCBs (Bus Bars Embedded)

I circuiti stampati con bus bars integrate presentano strisce o barre di materiali conduttori incorporate in uno o più strati del PCB che possono essere realizzate in varie forme, spessori e dimensioni a seconda delle esigenze specifiche del progetto. Hanno la funzione di connettere diversi punti del circuito gestendo correnti molto elevate, senza incorrere ad eccessi termici dovuti ad effetto joule e senza dover implementare particolari accorgimenti atti alla gestione termica del pcb. Questa soluzione tecnica può inoltre ridurre significativamente l’ingombro complessivo dei dispositivi elettronici eliminando la necessità di installare altri elementi conduttivi esterni. E’ inoltre possibile realizzare BB che fuoriescono dal profilo del pcb, così che possano essere connesse direttamente mediante morsetti di potenza ad un cablaggio di potenza.

La tecnologia BBE è utilizzata per una vasta gamma di applicazioni, come ad esempio i sistemi di alimentazione e ricarica dei veicoli elettrici, convertitori DC/DC e dispositivi di illuminazione a LED.

ECC PCBs (Embedded Copper Coin)

Sfruttando sempre la tecnologia metal embedded, e tenuto conto che lo stress termico dovuto a funzionamento delle schede ad alta temperatura è una delle principali cause di malfunzionamento dei dispositivi di potenza, soprattutto se realizzate con circuiti stampati ad alta densità di integrazione, è possibile applicare all’interno del circuito stampato nelle aree di dissipazione dei componenti di potenza degli inserti metallici di notevole spessore (nell’ordine di millimetri), in gergo denominati COIN: componenti come i transistor MOSFET potranno quindi essere direttamente saldati su tali inserti permettendo una gestione termica decisamente più agevole che no con il generico design di una piazzola dissipativa con o senza presenza di vias termici. Le elevate temperature sviluppare da questi componenti di potenza richiedono infatti ai PCBs che li accolgono di garantire un efficace trasferimento e distribuzione del calore generato durante il loro funzionamento sia ai piani di massa presenti sul circuito stampato stesso che alle superfici di dissipazione esterne (che poi vengono accoppiate a dissipatori addizionali).

I circuiti stampati con tali “coins” incorporano quindi elementi solidi in rame di piccole dimensioni (tipicamente le medesima del pad di dissipazione del componente di potenza interessato) e notevole spessore (anche spessi quanto il pcb) cha hanno la funzione di trasmettere il calore attraverso la sezione del circuito. La forma di tali inserti potrà essere rettangolare ma anche sagomata in base ad esigenza (ad esempio per banchi di mosfet in parallelo o in cascata). Il loro profilo potrebbe presentare labbri di spessore diverso atti a permettere il passaggio di conduttori a loro non connessi (design digitale spinto). Allo stesso modo possono venir lavorati meccanicamente per avere delle superfici incave rispetto alla superficie del circuito stampato che le integra.

Questa tecnologia è spesso utilizzata per migliorare la gestione termica nei progetti in cui sono presenti specifiche aree localizzate con temperature elevate fornendo un dissipatore di calore integrato nel PCB, ma può essere combinata anche per aumentare la corrente elettrica distribuibile all’interno del pcb combinando la tecnologia delle bus bars integrate.

I circuiti ECC sono spesso utilizzati in applicazioni automotive, medicali ed infrastrutture telecom/datacom di nuova generazione, ma anche su pcb di alta potenza del mondo industriale.

In conclusione, le integrazioni di “bus bars” o di “coins” nei circuiti stampati rappresentano delle soluzione tecnologiche avanzate ed innovative che offrono numerosi vantaggi rispetto ai PCBs tradizionali in termini di affidabilità, prestazioni, spazio e costo complessivo dei dispositivi elettronici.