Zarządzanie cieplne w wielowarstwowych płyt PCB: utrzymanie płyt chłodnych pod obciążeniem

Zarządzanie cieplne jest jednym z najważniejszych i najczęściej niedocenianych wyzwań w projektowaniu wielowarstwowych płyt PCB.Systemy elektroniczne stają się coraz bardziej wydajne i są pakowane w mniejsze obudowy, gęstość cieplna PCB nadal rośnie.zrozumienie właściwości termicznych wielowarstwowych płyt PCB jest niezbędne do określenia płyt, które będą wiarygodnie działać w terenie.

Ciepło w PCB pochodzi głównie z trzech źródeł: rozpraszania energii w aktywnych komponentach zamontowanych na powierzchni płyty, straty I kwadrat R w śladach i płaszczyznach miedzi,i strat dielektrycznych w materiale podłoża przy wysokich częstotliwościachW większości zastosowań, dominującym źródłem są aktywne komponenty - procesory, moc MOSFET, sterowniki silników i wzmacniacze mocy RF.PCB musi zapewnić ścieżkę cieplną, aby przeprowadzić ciepło z tych komponentów i rozproszyć je w otaczającym środowisku.

Jedną z kluczowych funkcji wielowarstwowych płyt PCB w zakresie zarządzania cieplnym jest wykorzystanie płaszczyzn miedzianych jako rozpraszaczy ciepła.Stałe płyty miedziane - szczególnie płyty gruntowe w wielowarstwowej płytce - mają stosunkowo wysoką przewodność cieplnąPo podłączeniu do podkładek termicznych gorących komponentów przez przewody termiczne, płaszczyzny te rozprowadzają ciepło na większy obszar, zmniejszając temperaturę szczytową w komponentzie.Czasami nazywa się to efektem rozpraszania cieplnego..

Dobrze zaprojektowana strategia termiczna dla wielowarstwowych płytek PCB obejmuje wzory odbioru termicznego wokół podkładek komponentów, wystarczającą masę miedzi na płaskich warstwach (35 mikronów lub więcej),i dróg termicznych umieszczonych bezpośrednio pod podkładkami termicznymi komponentów o dużej mocy.

Przewodność cieplna materiału podłoża PCB jest zazwyczaj znacznie niższa niż w przypadku miedzi.w porównaniu z miedzią przy około 400 W/mKOznacza to, że podłoże działa jako izolacja termiczna w stosunku do płaszczyzn miedzi, dlatego przewody cieplne i płaszczyzny miedzi są podstawowymi narzędziami do zarządzania ciepłem w wielowarstwowym PCB.

Do zastosowań o bardzo wysokich obciążeniach termicznych -- takich jak silne sterowniki LED, sterowniki silników,i wzmacniacze mocy RF - czasami używane są PCB z metalowym rdzeniem (MCPCB) z podłożami z aluminium lub miedziZapewniają one znacznie wyższą przewodność cieplną przez podłoże płyty, umożliwiając bardziej skuteczne rozpraszanie ciepła.

Europejscy nabywcy określający wielowarstwowe PCB do wymagających termicznie zastosowań powinni przed sfinalizowaniem specyfikacji omówić swoje wymagania termiczne z dostawcą PCB.Kluczowe parametry do weryfikacji obejmują znamionową odporność termiczną konstrukcji deski, maksymalnej temperatury pracy oraz wszelkich danych badań termicznych, które dostawca może dostarczyć z płyt produkcyjnych o podobnej konstrukcji termicznej.

Wniosek:Wybór właściwego dostawcy wielowarstwowych płyt PCB wymaga oceny zdolności produkcyjnych, certyfikacji jakości oraz możliwości skalowania od prototypu do produkcji masowej.Dongguan Xingqiang Circuit Board Technology Co., Ltd. obsługuje światowy rynek PCB od 1995 r., z dwiema bazami produkcyjnymi o powierzchni 205 000 metrów kwadratowych i miesięcznej wydajności 200 000 metrów kwadratowych.i normy ROHS.