Study of thermal properties of electronic modules on combined boards with polyimide dielectrics

Authors

DOI:

https://doi.org/10.30837/rt.2024.2.217.13

Keywords:

thermal models, combined boards on aluminum bases, polyimide composites, quality test structures

Abstract

This article presesnts the construction and theoretical research of thermal models of electronic modules with increased power based on combined boards on aluminum bases using serial heat-welding polyimide - fluoroplastic films, including films with thermal conductivity from 0.12 to 0.46 W/m•K, as well as with the lacquer foil dielectrics with thermal conductivity of PI layers of the order of 4.0 - 4.5 W/(m•K) improved by the authors

Designs and quality test structures of electronic modules were developed. Experimental studies of the efficiency of heat removal from semiconductor devices in quality test structures based on various types of combined boards with polyimide dielectrics were performed.

Technical solutions of combined boards based on multi-layer heat-conductive heat-welding PMF film Kapton®120FMT616 30 μm thick with fluoropolymer double-sided coatings with a thermal conductivity of 0.46 W/(m•K) and combined circuit boards based on improved one-sided lacquer foil copper - polyimide dielectrics with a thickness of highly thermally conductive composite PI layers 60 μm with a thermal conductivity of up to 4.0 - 4.5 W/(m•K), provided under favorable operating conditions with natural unobstructed convection and temperature environment Ta = 25oС the best thermal characteristics of electronic modules from the point of view of maintaining recommended operating temperatures < 70 – 80 °C for high reliability of operation and increased service life.

References

Максимов А. Порівняльне дослідження теплопровідних властивостей матеріалів // Напівпровід-никова світлотехніка. 2013. №4. С. 13–15.

Поліімідна плівка DuPont™ Kapton® HN, https://www.dupont.com/products/kapton-hn.html // офі-ційний сайт.

Комбіновані теплопровідні плати з діелектриками з полііміду / В.М. Борщов, О.М. Лістратенко, М.А. Проценко, І.Т. Тимчук, О.В. Кравченко, О.В. Суддя, І.В. Борщов, М.І. Сліпченко // Радіотехніка. 2023. Вип. 212. C. 11 –126.

Полімідно-фторопластова плівка DuPont™Kapton® 120FN616, https://www.dupont.com/products/kapton-fmt.html // офіційний сайт.

Полімідно-фторопластова плівка, що термозварюється, KYMIDE KYPIFEP 9198 (FHF) (Китай), https://www.kying.com // офіційний сайт.

Теплопровідна полімідно-фторопластова плівка DuPont™ Kapton® 120FMT616, https://www.dupont.com/products/kapton-fmt.html // офіційний сайт.

Нові підходи для створення ефективних комбінованих друкованих плат на теплопровідних осно-вах з діелектриками з полііміду / В.М. Борщов, О.М. Лістратенко, М.І. Сліпченко, М.А. Проценко, І.Т. Тим-чук, О.В. Кравченко, І.В. Борщов // Радіотехніка. 2023. Вип. 215. C. 60–68.

Structural modeling and calculation of thermal conductivity of polyimide composite materials / V.M. Borshchov, O.M. Listratenko, M.A. Protsenko, I.T. Tymchuk, O.V. Kravchenko, O.V. Syddia, I.V. Borshchov, M.I. Slipchenko // Radiotekhnika. 2022. №211. P. 133–142.

Клей герметик силіконовий теплопровідний Kafuter K-5204 (Китай), https: www.kafuter.cn/product-item-106.html // офіційний сайт.

Стандарт IPC-TM-650:2002. Test Methods Manual. Посібник із вибору методів контролю друкова-них плат.

Паяльна паста марки NC293+ компанії AIM Solder, www.aimsolder.com // офіційний сайт.

Published

2024-06-14

How to Cite

Borshchov, V., Listratenko, O., Slipchenko, M., Protsenko, M., Tymchuk, I., Kravchenko, O., & Borshchov, I. (2024). Study of thermal properties of electronic modules on combined boards with polyimide dielectrics. Radiotekhnika, 2(217), 139–147. https://doi.org/10.30837/rt.2024.2.217.13

Issue

Section

Articles