EO_475

COVERSTORY 16 - ELETTRONICA OGGI 475 - GENNAIO/FEBBRAIO 2019 tro di uscita dell’alimentazione primaria e della distanza dal carico al regolatore. A qualcuno piace caldo Forse non siete convinti? Sentite di essere configuratori elettronici competenti e di poter progettare un circuito di un convertitore buck “semplice” e passare l’EMC la prima volta. Ma che ne è della gestione termica? Potete predi- re l’intervallo di temperature di esercizio del vostro design discreto? Uno dei maggiori van- taggi dell’ultima generazione di convertitori a commutazione è anche il suo maggiore svan- taggio: le dimensioni estremamente ridotte. IC di controller di grandezza di 2 mm² in genere hanno un modello di connessione BGA ad alta precisione. Le singole sfere di saldatura sono di 0,32 mm di diametro su un passo di 0,40 mm. Le relative piazzole sul circuito stampato devono essere disposte con la stessa accu- ratezza e lo stencil di saldatura deve essere sistemato con grande cura, in modo da appli- care la quantità corretta di pasta (la pasta di saldatura è ancora necessaria, perché le sfere di saldatura potrebbero non avere abbastanza flussante per un collegamento affidabile e la pasta tiene l’IC in posizione per mez- zo della tensione superficiale prima che la scheda passi in forno). Questo processo è estremamente difficile da ottimizzare quando ci sono vicino al- tri componenti, dalla grandezza della piazzola molto maggiore, e può costa- re diversi giri di produzione ottenere un profilo di saldatura affidabile. Il solo modo efficace per controllare la correttezza del processo di saldatura è con un microscopio a raggi X. Se la pasta saldante non è posizionata in modo ottimale sono normali vuoti o giunti di saldatura incompleti (vedi Fig. 3). Il piccolissimo involucro dell’IC del controller significa che per rimuove- re la dissipazione di calore interna è necessario un raffreddamento della conduzione che richiede un circuito stampato a quattro strati con piani di massa interni utili per dissipare il calore. Il vantaggio del modulo pre- montato è che ci si è già occupati della gestione termica. Il modulo ha un circuito stampato a quattro strati con costosi fori conduttori, così che l’utente può usare un circuito stampato standard a due strati e ottenere ancora un ottimo interval- lo di temperature di esercizio. Il modulo RPM ha 25 piazzole quadrate più piccole invece di un solo grande collegamento a massa; l’uten- te può così inframmezzare le piazzole con fori conduttori standard. Questi conducono il calo- re dalle piazzole ai piani di massa superiore e inferiore, ma non aspirano il saldante liquido per azione capillare durante la saldatura per rifusione, fornendo perciò un giunto di saldatura sicuro con un contatto termico affidabile. Fig. 2 – La conformità alla Classe A o alla Classe B richiede semplici filtri a perline di ferrite Fig. 3 – Immagine al microscopio ai raggi X di componente BGA ad alta precisione con giunti di saldatura scadenti. La saldatura riflussata in modo irregolare con molti vuoti si può vedere nella parte bassa