嵌入铜结构极端PCB热管理
几种方法实现PCB布局已经开发出来,热管理从简单的冷却风扇到精致的外壳和散热设计。目标是减少设备温度低于一个组件可能会失败或用户可能接触到极端的温度。许多多氯联苯,形式因素并不是一个挑战,高温组件通常有针对性的风扇或散热片。
当没有风扇或散热片的空间,可以做些什么消除热量从高温组件?热管理选项可能需要应用在大会或董事会的内部层与内嵌铜结构。大多数设计师了解嵌入式铜的热通过,但是更激进的选项包括压配合铜结构,提供更高的热导率。
比较热的管理选项
下表显示了一个简短的比较热管理选项,可以在组装PCB布局和实现。其中一些选项需要设计一些直接进入董事会,而另一些则添加到总装或外壳。
简单的热管理 |
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Stackup-level管理 |
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程序管理 |
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董事会层面的管理 |
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级 |
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嵌入铜结构
嵌入铜结构是小或大的铜可以转移热量通过分层盘旋飞行。热的经典类型是通过嵌入铜结构,将热量转移到一个内部平面或散热器的对面一个董事会(或两者)。
低功率设备有时会有一个单独的组件,生成系统中大部分的热量,它会没事的目标该组件与一个单一的热管理技术。SMD集成电路,这很可能是一组热通过连接到一个表面热垫层。这个可以直接焊接到接地die-attached垫组件包。
组件占用四个热通过。
组件输出更大的功率,或者没有太多房间die-attached垫,其他方法需要去除热量。典型的方法是放一个散热片和风扇,如将完成CPU或GPU。在智能手机等小型设备,另一个策略是直接债券处理器的外壳热界面材料。
因为更大的组件(比如cpu、fpga或gpu BGA / LGA包,他们不能被用于热通过数组,因为他们可能没有die-attached垫。然而,嵌入式铜柱,称为铜币,是一种策略,可以被用来把热量从一个组件。铜硬币被设计成董事会压配合元素,他们将受到相同类型的公差会看到压配合洞。
压配合元素可以用作传热元素当下面安装一个集成电路。
焊料列
最后一个类型的结构,可用于热管理是焊料列。焊料列是一个大跨度的焊料是附加到一个组件包顶部层。大会期间,这些列将形成一个很强的债券的SMD足迹PCB。这些结构的应用都是口头较多、笔头组件包用于mil-aero系统经历极端水平的振动,热,和机械冲击。
一个示例组件包从Microsemi下图所示。在这个形象,焊料列是内置在包和将形成一个强烈的共晶在组装。他们通常使用运营商提供一个高度可靠的装配平台,但这些列中使用的额外的焊接提供了更大的散热从包中。
示例包与焊料列。
这不是全有或全无
有效的热管理董事会产生大量的热量,包括多元化的策略。这可以包括一个混合压配合/嵌铜、沉重的铜、热界面材料,和风扇或散热片。一些额外的热策略用于电子组件包括:
- 外壳设计支持强制和对流气流
- 使用替代基质高导热系数的材料
- 位置为散热片的热界面材料
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