Как материал печатной платы с высокой теплопроводностью решит проблему теплоотвода

Печатные платы, также известные как печатные платы, представляют собой многослойные конструкции, изготовленные из медной фольги, помещенной между слоями стеклоэпоксидной смолы. Эти слои служат механической и электрической опорой для компонентов. Высокопроводящая медная фольга служит проводящим контуром печатной платы, а стеклоэпоксидный слой - непроводящей подложкой.

Материал печатных плат с высокой теплопроводностью

Теплопроводность - это способность материала отводить тепло от устройства. Чем ниже теплопроводность, тем меньше эффективность устройства. Материалы с высокой теплопроводностью позволяют отказаться от использования межсоединений и обеспечивают более равномерное распределение температуры. Это также снижает риск локального объемного расширения, которое может привести к образованию горячих точек вблизи сильноточных компонентов.

Типичная печатная плата для персонального компьютера может состоять из двух медных плоскостей и двух внешних слоев трассировки. Ее толщина составляет около 70 мкм, а теплопроводность - 17,4 Вт/мК. В результате типичная печатная плата не является эффективным проводником тепла.

Медные монеты

Медные монеты - это небольшие кусочки меди, вмонтированные в печатную плату. Они размещаются под компонентом, выделяющим наибольшее количество тепла. Высокая теплопроводность позволяет им отводить тепло от горячего компонента к теплоотводу. Они могут быть изготовлены различных форм и размеров для установки в нужных местах и могут быть металлизированы для обеспечения плотного соединения.

Стеклоэпоксидная смола

Проблема отвода тепла становится все более актуальной в электронике. Избыток тепла может привести к снижению производительности и преждевременному выходу из строя. В настоящее время возможности отвода тепла ограничены, особенно в экстремальных условиях. Одним из решений этой проблемы является использование высокотемпературного стеклоэпоксидного материала для печатных плат, или HDI-PCB. Этот материал позволяет решить данную проблему благодаря тому, что его теплопроводность более чем в двести раз лучше, чем у композита FR4.

Стеклоэпоксидная смола обладает превосходной тепло- и огнестойкостью. Она имеет высокую температуру стеклования и высокую теплопроводность. Она может служить в качестве изоляционного и теплоотводящего слоя. Она может быть изготовлена методом пропитки или нанесения покрытия. Теплопроводность стеклоэпоксидной печатной платы позволяет улучшить характеристики и стабильность работы электронных компонентов.

Печатные платы с металлическим сердечником

Производители печатных плат с металлическим сердечником разработали новые подложки для плат, способные выдерживать высокие температуры. Это позволяет выборочно наносить более толстые медные слои, обладающие высокой теплопроводностью. Такой тип печатных плат обеспечивает лучший отвод тепла и может использоваться для тонких схем и упаковки микросхем высокой плотности.

Металлические печатные платы не только обладают более высокой теплопроводностью, но и стабильны по размерам. Печатные платы с алюминиевым металлическим сердечником при нагревании изменяют свои размеры на 2,5-3%, что делает их идеальными для применения в мощных приложениях. Благодаря низкому тепловому расширению они также подходят для работы с высокой коммутируемой мощностью. Наиболее распространенным металлом, используемым для изготовления печатных плат с металлическим сердечником, является алюминий, который дешев и пригоден для вторичной переработки. Его высокая теплопроводность обеспечивает быстрое охлаждение.

Еще одна проблема, связанная с отводом тепла, - риск перегрева. Тепло, выделяемое теплогенерирующими компонентами, должно быть отведено от платы, в противном случае печатная плата будет работать не лучшим образом. К счастью, сегодня существуют новые возможности решения этой проблемы. Печатные платы с металлическим сердечником и высокой теплопроводностью - это новый вид тепловых решений, позволяющий преодолеть эти проблемы.

FR4 substrates

PCBs are layered structures made of copper foils and glass-reinforced polymers. They support and connect electronic components. The copper creates a conductive circuit within the PCB, while the glass-epoxy layer acts as a nonconductive substrate.

High-power components are best placed near the center of the PCB, rather than on the edges. This is because heat accumulates near the edges and scatters out. Also, heat from high-power components should be placed far away from sensitive devices, and the heat must be channeled away through the PCB.

High thermal conductivity PCB material is the best solution for heat dissipation, allowing for rapid transfer of heat and preventing heat accumulation. High-tech PCBs use copper base, aluminum, or ceramic as the substrate material. This will solve the heat dissipation issues and make the PCBs more durable.