Тепловое управление в многослойных ПХБ: сохранение вашей доски прохладной под нагрузкой
Управление температурным режимом — одна из наиболее важных и часто недооцениваемых задач при проектировании многослойных печатных плат. Поскольку электронные системы становятся более мощными и размещаются в корпусах меньшего размера, тепловая плотность печатных плат продолжает увеличиваться. Для европейских промышленных покупателей понимание тепловых характеристик многослойных печатных плат имеет важное значение для выбора плат, которые будут надежно работать в полевых условиях.
Тепло в печатной плате возникает в основном из трех источников: рассеивание мощности в активных компонентах, установленных на поверхности платы, потери I-квадрат-R в медных дорожках и плоскостях, а также диэлектрические потери в материале подложки на высоких частотах. В большинстве приложений доминирующим источником являются активные компоненты — процессоры, силовые МОП-транзисторы, драйверы двигателей и усилители мощности ВЧ. Печатная плата должна обеспечивать тепловой путь для отвода тепла от этих компонентов и рассеивания его в окружающую среду.
Одной из ключевых функций многослойной печатной платы в управлении температурным режимом является использование медных пластин в качестве распределителей тепла. Твердые медные пластины, особенно пластины заземления в многослойной плате, имеют относительно высокую теплопроводность. При подключении к термопрокладкам горячих компонентов через тепловые отверстия эти плоскости распределяют тепло по большей площади, снижая пиковую температуру компонента. Иногда это называют эффектом теплового расширения.
Хорошо продуманная тепловая стратегия для многослойной печатной платы включает в себя температурный рельеф вокруг площадок компонентов, достаточную массу меди на плоских слоях (35 микрон или более) и тепловые переходы, расположенные непосредственно под термопрокладками мощных компонентов.
Теплопроводность материала подложки печатной платы обычно намного ниже, чем у меди. Стандарт FR-4 имеет теплопроводность примерно 0,3 Вт/мК, тогда как медь составляет примерно 400 Вт/мК. Это означает, что подложка действует как теплоизолятор по отношению к медным пластинам, поэтому тепловые переходы и медные пластины являются основными инструментами управления теплом в многослойной печатной плате.
Для приложений с очень высокими тепловыми нагрузками, таких как мощные драйверы светодиодов, контроллеры двигателей и ВЧ-усилители мощности, иногда используются печатные платы с металлическим сердечником (MCPCB) с алюминиевыми или медными подложками. Они обеспечивают гораздо более высокую теплопроводность через подложку платы, обеспечивая более эффективное рассеивание тепла.
Европейские покупатели, выбирающие многослойные печатные платы для приложений с высокими температурными требованиями, должны обсудить свои тепловые требования со своим поставщиком печатных плат, прежде чем дорабатывать спецификацию. Ключевые параметры, которые необходимо проверить, включают номинальное термическое сопротивление конструкции платы, максимальную рабочую температуру и любые данные тепловых испытаний, которые поставщик может предоставить для производственных плат с аналогичными тепловыми конструкциями.
Заключение:Выбор подходящего поставщика многослойных печатных плат требует оценки производственных возможностей, сертификации качества и способности масштабироваться от прототипа до массового производства. Dongguan Xingqiang Circuit Board Technology Co., Ltd. обслуживает мировой рынок печатных плат с 1995 года, имея две производственные базы площадью 205 000 квадратных метров и ежемесячной производительностью 200 000 квадратных метров. Продукция сертифицирована по стандартам ISO, CE и ROHS.
