Wärmeverwaltung in Mehrschicht-PCBs: Kühlung der Platten unter Last
Das thermische Management ist eine der kritischsten und am häufigsten unterschätzten Herausforderungen bei der Mehrschicht-PCB-Konstruktion.Da elektronische Systeme immer leistungsfähiger werden und in kleinere Gehäuse verpackt werdenFür europäische Industriekäufer ist die thermische Dichte von PCBs weiter gestiegen.Das Verständnis der thermischen Eigenschaften von Mehrschicht-PCBs ist für die Spezifizierung von Platten, die in der Praxis zuverlässig funktionieren, unerlässlich.
Die Wärme in einer Leiterplatte stammt hauptsächlich aus drei Quellen: der Energieabgabe in aktiven Komponenten, die auf der Plattenoberfläche montiert sind, den I-Quadrat-R-Verlusten in Kupferspuren und -Ebenen,und die dielektrischen Verluste im Substratmaterial bei hohen FrequenzenIn den meisten Anwendungen ist die dominante Quelle die aktiven Komponenten - die Prozessoren, Leistungs-MOSFETs, Motorantriebe und HF-Leistungsverstärker.Das PCB muss einen thermischen Weg bieten, um Wärme von diesen Komponenten zu leiten und in die umgebende Umgebung zu leiten.
Eine der wichtigsten Funktionen eines mehrschichtigen PCBs im thermischen Management ist die Verwendung von Kupferflächen als Wärmeverbreiter.Feste Kupferflächen - insbesondere die Bodenflächen in einer mehrschichtigen Platine - haben eine relativ hohe WärmeleitfähigkeitWenn sie durch thermische Durchgänge an die Wärmepade heißer Bauteile angeschlossen sind, verteilen diese Ebenen die Wärme über eine größere Fläche und verringern so die Spitzentemperatur am Bauteil.Dies wird manchmal als thermische Ausbreitungseffekt bezeichnet.
Eine gut konzipierte thermische Strategie für eine mehrschichtige Leiterplatte umfasst thermische Erleichterungsmuster um Bauteilpads, ausreichend Kupfergewicht auf ebenen Schichten (35 Mikrometer oder mehr),mit einer Breite von mehr als 20 mm,.
Die Wärmeleitfähigkeit des PCB-Substratmaterials ist typischerweise viel niedriger als die des Kupfers.im Vergleich zu Kupfer bei etwa 400 W/mKDies bedeutet, dass das Substrat als Wärmedämmer gegenüber den Kupferflächen wirkt, weshalb thermische Durchläufe und Kupferflächen die wichtigsten Werkzeuge für die Wärmemanagement in einem mehrschichtigen PCB sind.
Für Anwendungen mit sehr hohen thermischen Belastungen -- wie Hochleistungs-LED-Treiber, Motorsteuerungen,und HF-Leistungsverstärker - manchmal werden Metall-Kern-PCBs (MCPCBs) mit Aluminium- oder Kupfersubstraten verwendetDiese sorgen für eine viel höhere Wärmeleitfähigkeit durch das Platensubstrat und ermöglichen eine effizientere Wärmeableitung.
Europäische Käufer, die mehrschichtige PCB für thermisch anspruchsvolle Anwendungen spezifizieren, sollten ihre thermischen Anforderungen mit ihrem PCB-Lieferanten besprechen, bevor sie die Spezifikation abschließen.Zu den wichtigsten zu überprüfenden Parametern gehört die Nennwärmfestigkeit der Plattenkonstruktion, die Höchstbetriebstemperatur und alle thermischen Prüfdaten, die der Lieferant von Produktionsplatten mit ähnlichen thermischen Konstruktionen zur Verfügung stellen kann.
Schlussfolgerung:Die Auswahl des richtigen Mehrschicht-PCB-Lieferanten erfordert die Bewertung der Fertigungsfähigkeit, der Qualitätszertifizierungen und der Skalierbarkeit vom Prototyp bis zur Massenproduktion.Dongguan Xingqiang Circuit Board Technology Co.., Ltd. bedient den globalen PCB-Markt seit 1995, mit zwei Produktionsstätten mit einer Fläche von 205.000 Quadratmetern und einer monatlichen Kapazität von 200.000 Quadratmetern.und ROHS-Normen.
