Gestión térmica en PCB de múltiples capas: manteniendo sus placas frías bajo carga
La gestión térmica es uno de los desafíos más críticos y más frecuentemente subestimados en el diseño de PCB multicapa.A medida que los sistemas electrónicos se vuelven más potentes y se empaquetan en recintos más pequeñosLa densidad térmica de los PCB continúa aumentando.Comprender las características térmicas de los PCB multicapa es esencial para especificar las placas que funcionarán de manera confiable en el campo.
El calor en un PCB proviene principalmente de tres fuentes: la disipación de energía en los componentes activos montados en la superficie de la placa, las pérdidas de I al cuadrado-R en las huellas y planos de cobre,y las pérdidas dieléctricas en el material del sustrato a altas frecuenciasEn la mayoría de las aplicaciones, la fuente dominante son los componentes activos: los procesadores, los MOSFET de potencia, los controladores de motor y los amplificadores de potencia de RF.El PCB debe proporcionar un camino térmico para conducir el calor lejos de estos componentes y disiparlo al entorno circundante.
Una de las funciones clave de un PCB multicapa en la gestión térmica es el uso de planos de cobre como dispersores de calor.Los planos sólidos de cobre -- en particular los planos de tierra en una placa multicapa -- tienen una conductividad térmica relativamente altaCuando se conectan a las almohadillas térmicas de los componentes calientes a través de vías térmicas, estos planos distribuyen el calor a través de un área más grande, reduciendo la temperatura máxima en el componente.Esto a veces se llama el efecto de propagación térmica.
Una estrategia térmica bien diseñada para un PCB multicapa incluye patrones de relevo térmico alrededor de las almohadillas de los componentes, peso de cobre suficiente en capas planas (35 micras o más),y vías térmicas situadas directamente debajo de las almohadillas térmicas de componentes de alta potencia.
La conductividad térmica del material de sustrato de PCB es generalmente mucho menor que la del cobre.en comparación con el cobre a aproximadamente 400 W/mKEsto significa que el sustrato actúa como un aislante térmico en relación con los planos de cobre, por lo que las vías térmicas y los planos de cobre son las principales herramientas para gestionar el calor en un PCB multicapa.
Para aplicaciones con cargas térmicas muy altas, como controladores LED de alta potencia, controladores de motores,y amplificadores de potencia de RF -- PCBs de núcleo metálico (MCPCBs) con sustratos de aluminio o cobre a veces se utilizanEstos proporcionan una conductividad térmica mucho más alta a través del sustrato del cartón, lo que permite una disipación de calor más eficaz.
Los compradores europeos que especifiquen PCB multicapa para aplicaciones con exigencias térmicas deben discutir sus requisitos térmicos con su proveedor de PCB antes de finalizar la especificación.Los parámetros clave a verificar incluyen la resistencia térmica nominal de la construcción del tablero, la temperatura máxima de funcionamiento y cualquier dato de ensayo térmico que el proveedor pueda proporcionar de placas de producción con diseños térmicos similares.
Conclusión:La selección del proveedor de PCB multicapa adecuado requiere evaluar la capacidad de fabricación, las certificaciones de calidad y la capacidad de escalar desde el prototipo hasta la producción en masa.Dongguan Xingqiang Circuit Board Technology Co.., Ltd. ha estado sirviendo al mercado mundial de PCB desde 1995, con dos bases de producción que cubren 205.000 metros cuadrados y una capacidad mensual de 200.000 metros cuadrados.y las normas ROHS.
