Особенности проектирования платы для датчиков температуры поверхностного монтажа

При использовании цифровых и аналоговых датчиков температуры (HTU21DAHT10TMP116 ,TMP05, ADT7320, TMP1075, LMT01, TSYS02P) поверхностного монтажа (WSON, DSBGA, SOIC, VSSIO, SOT-5X3, DFN, TDFN8, QFN16, SC-70, STO-23-5) следует обратить внимание на некоторые особенности разработки печатных платы для получения наиболее точных и своевременных результатов измерений.

Представленные рекомендации направлены на создание условий для уменьшения тепловой массы, создания тепловой изоляции и улучшения теплообмена между телом нагрева и датчиком.

Использование тонкого текстолита

Обычно для плат электронных устройств используется фольгированный текстолит толщиной 1.6 мм, что дает хорошую жесткость конструкции и возможность иметь много слоев, без чего невозможно выполнить трассировку сложных схем. Но, в случае маленького устройства правильным выбором станет текстолит толщиной 1.0/0.8/0.6 мм, или даже 0.1-0.3 мм (гибкая плата) – это также может уменьшить габариты устройства, стоимость изготовления и пересылки плат. 

Сравнив зависимость теплопередачи от времени для плат разной толщины и цены их производства очевидным выбором будет плата с текстолитом толщиной 0.8 мм, потому что разница в теплопередаче между ней и гибкой является очень малой, а цена изготовления сильно разнится в пользу первого.

Переходные отверстия и медные площадки под датчиком температуры

По рисунку упрощенной конструкции микросхемы в корпусе DFN понятно, что для приема теплоты предназначен специальный термовывод, который находится снизу датчика, таким образом он будет находиться на текстолите, который является плохим проводником теплоты.

Чтобы сделать передачу тепла наиболее эффективной создано медные площадки с обеих сторон платы и дополнительно добавлены сквозные переходные металлические отверстия, что дает возможность лучше подводить тепло почти напрямую к измерительному элементу.

Размещение подальше от возможных источников теплоты

Во избежание теплообмена между датчиком и другими электронными компонентами (особенно силовыми) он размещен в стороне от них, а металлические дорожки, по которым осуществляется передача сигналов и питания имеют наименее возможную ширину и достаточную подвижную.

Отмежевание от значительных плоскостей меди

Для предотвращения увеличения тепловой массы следует отграничивать корпус микросхемы от полигона земли, и кроме этого делать его не сплошным, а сетчатым.

Дополнительные сквозные отверстия между датчиком и основными компонентами

Несмотря на плохую теплопроводность текстолита можно сделать дополнительные отверстия на плате между основными компонентами и микросхемой датчика температуры, что даст еще лучше отграничение и тепловую изоляцию.

Использование теплопроводящей смолы/клея

Кроме этого для еще лучшей теплопередачи корпус МС с четырех сторон можно залить теплопроводной эпоксидной смолой.

А при соединении датчика с защитной капсулой можно воспользоваться герметиком (или термоклеем), но лучше специальным теплопроводящим клеем.

Видос

Итого

Вот пример этой платы. Забыл снять маску  , а так все отлично изготовили.

Перечень ссылок

Статья написана на основе рекомендаций от TI. Подробнее ознакомится можно по ссылкам:

124
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...