高功率多氯联苯和导热系数:保持你的董事会在冰上

任何人听了笔记本电脑的风扇旋转了一个酷热高速知道热管理是极其重要的电子产品。热管理不仅仅是关于保持组件在一个安全操作温度。电路板本身也可以被多次热循环和热点在许多设备。

记住这些问题,有哪些方法,设计者可以提高董事会有效热管理?在某种程度上,被动和主动冷却技术将无法补偿温度上升没有进一步扩展。值得庆幸的是,有一些less-than-common板设计可以用来更好的热管理。

高功率多氯联苯的替代材料

FR4是迄今为止最常见的为单身和多层pcb基材。像其他常见电气绝缘体,低导热系数与其他材料相比,适合作为PCB基板。热量积累在高速设备,电力电子,和射频板可以相当大。此外,这些系统的严酷的环境下会加剧热部署的要求。使用另一种基材和较高的热导率比使用FR4可能是一个更好的选择。

陶瓷材料提供一些相当大的优势热管理在高功率多氯联苯。除了这些材料的热导率越高,其力学性能材料的强度是可以调节的,帮助补偿压力积累在热循环重复。陶瓷用于多氯联苯的热膨胀系数接近的硅芯片FR4相比,因此一个接口材料不是必需的。

比较其他衬底材料的导热系数

在高频率操作的高功率多氯联苯,陶瓷是一个很好的选择,因为他们有较低的介电损失频率范围10 GHz。在更高的频率,一些混合材料将提供类似的低损失的热导率略有下降。一个例子是聚四氟乙烯和non-PTFE热固性树脂和陶瓷填料系统。

热管理与金属芯和金属包层的多氯联苯

通过,垫,和内部电源/地平面在你PCB层堆栈帮助将热量从活跃的设备在FR4带走,有助于防止形成的主要热点。如果你不工作在非常高的频率,如在电力电子应用中,你可能会想要坚持FR4由于更多的制造商,专门从事这种材料和竞争成本。

使用金属核心FR4板有助于快速传输热量在整个板由于高导热性的金属。一些制造商也提供铠多氯联苯,两层包裹在金属表面。铝和镀锌铜两种常见金属用于这些木板。从成本每单位重量的角度来看,铜铝是更好的选择,同时提供更高的导热系数。

通过使用银色痕迹,垫,金属芯还提供了更高的导热系数比铜约5%。如果你担心热管理,远离铝和黄金热导率约为40%和15%低于铜,分别。如果你的董事会将部署在潮湿环境中有害气体(如硫氧化物和氮氧化物),使用一个裸露的铜镀银完成跟踪和垫有助于防止腐蚀在这些环境中。

尽管铝的导热系数低,热管理一个常见的解决方案是使用一个铝基地高功率PCB。作为一个例子,这是一种常见的选择董事会支持大功率LED照明。铝的反射率在可见范围在LED照明应用中尤其有用,因为它反映了光从衬底。

红外摄像机图像显示在服务器主板FR4热点

PCB布局热能管理指南

除了使用合适的衬底高功率多氯联苯,明智将活性成分在董事会可以帮助防止热点,确保整个板的温度分布更加均匀。包括一些基本的被动或主动冷却策略也有助于降低温度。

活性成分应该遍布你的PCB为了防止热点形成在一个区域。避免将活性成分在你的董事会的边缘以热能的形式将不得不进行回到董事会的中心。相反,活性成分产生巨大热量应该放在靠近中心的董事会,而组件,产生更少的热量可以放置接近边缘。

补充你的分层盘旋飞行主动或被动冷却(例如,球迷、蒸发冷却或散热片)将帮助把热量从活性成分本身而不是散热直接进入董事会。正确的组合的热管理策略将取决于您的应用程序,包装,预算,和生产能力。

将风扇和散热片可以帮助把热量从活性成分

当你需要设计一个高功率PCB板导热系数高、你需要的正确的PCB布局和设计软件全套的设计工具。快板PCB设计者抑扬顿挫的分析工具可以帮助你设计适合您的系统的分层盘旋飞行和模拟热在你的设备要求。

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