FR4 の熱伝導率に関する包括的なガイド

発光ダイオードのように, 何十年もの間、インジケーターランプとしてのみ機能していました, PCBはまた、その陰の存在を残し、電子システム内の多機能要素に急速に進歩しました. しかしながら, あなたは答えを得るためにMOKOに行くことができます, あなたは答えを得るためにMOKOに行くことができます, 何十年もの間、インジケーターランプとしてのみ機能していました, 何十年もの間、インジケーターランプとしてのみ機能していました, ただし、電子部品と電子デバイスの物理的なサイズはますます小さくなるように設計されているため、デバイス周辺の熱流束密度が高くなります。. このブログでは, FR4 は最も広く使用されている熱伝導率の 1 つであるため、FR4 の熱伝導率に焦点を当てます。 PCB材料.

熱伝導率とは?

FR4 のような材料の熱伝導率は、伝導によって熱エネルギーをどれだけ効果的に伝達できるかを示します。. これは、特定の温度勾配における材料の特定の厚さを通過する熱流量によって定量化されます。. 熱伝導率の測定に使用される単位は、ワット/メートル-ケルビンです。 (W / mK). 値が高い材料は、熱伝導率が低い絶縁体よりも熱を伝導しやすくなります。. 金属は熱伝導率が最も高い傾向があります, 一方、プラスチックとセラミックスは下限に位置します。. 熱源からヒートシンクへ熱を伝導するため, それらの間の材料は十分な熱伝導率を持っていなければなりません. 2 つの物体間を流れる熱エネルギーの量は、温度勾配とそれらの材料の特定の伝導性の両方によって決まります。. 熱は高温の物質から低温の物質へ自発的に流れる. 温度の異なる2つの物体が接触すると, 熱エネルギーは熱い方から冷たい方へ拡散します. この熱伝達は、温度差が減少して熱平衡に達するまで継続します。. この熱伝導を管理することは、コンポーネントの過度の加熱を防ぎ、適切な性能を確保するためにエレクトロニクスにおいて非常に重要です。. 熱伝導性トレースと絶縁基板の組み合わせは、熱伝導性トレースの基本的な考慮事項です。 PCBデザイン.

ただし、電子部品と電子デバイスの物理的なサイズはますます小さくなるように設計されているため、デバイス周辺の熱流束密度が高くなります。

ザ・ FR4 PCB 熱伝導率が比較的低い, 特定のグレードやメーカーによって異なります. FR4 PCB の熱伝導率の一般的な技術特性をいくつか示します。:

• 熱伝導率の値

FR4 の熱伝導率は通常、次の範囲です。 0.3 に 0.4 W/m・K (ワット/メートルケルビン). これはアルミニウムや銅などの材料と比較して比較的低いです, 熱伝導率がはるかに高い.

• 異方導電率

FR4は異方性です, つまり、方向によって熱伝導率が異なります。. PCB 面の熱伝導率が高くなります。 (飛行機で) 厚みを越えるよりも (面外).

• 温度依存性

FR4 の熱伝導率も温度に依存します. FR4 の熱伝導率は、温度が上昇すると低下します。. 高温条件下での伝導熱伝達の減少により、FR4 の余分な熱を拡散および吸収する能力が損なわれる可能性があります。.

• 厚さが重要

FR4 PCB の厚さはその熱性能に影響を与える可能性があります. PCB が厚いと、材料を通る熱伝導経路が長くなるため、熱抵抗が高くなります。. プリント基板の厚さの選び方を知りたい? 他のブログもチェックしてください: https://www.mokotechnology.com/pcb-thickness/

• FR4グレード

FR4にはさまざまなグレードが用意されています, 熱伝導率はそれらの間でわずかに異なる場合があります. 例えば, 高Tg (ガラス転移 温度) FR4 材料は、標準の FR4 と比較して熱特性がわずかに異なる場合があります。.

• 制限事項

熱伝導率が比較的低いため、, FR4 は、高出力または高温のアプリケーションには適さない可能性があります, 効率的な熱放散が最も重要な場合. そのような場合, より高い熱伝導率を備えた代替材料, メタルコアPCBやセラミック基板など, 好まれるかもしれない.

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FR4材料を使用したモジュールの連続動作温度は、?

FR4材料を使用したモジュールの連続動作温度は、, それがどのように決定されるか PCBボード 熱を他のコンポーネントに伝える可能性がある. FR4材料を使用したモジュールの連続動作温度は、, FR4材料を使用したモジュールの連続動作温度は、, 異なるコンポーネントと材料は異なる熱伝導率性能を持っています. 加えて, 異なるコンポーネントと材料は異なる熱伝導率性能を持っています:

サーマルビア

異なるコンポーネントと材料は異なる熱伝導率性能を持っています, 異なるコンポーネントと材料は異なる熱伝導率性能を持っています. 一般的に言えば, 回路基板内のサーマルビアの数が増えると、これらのビアが回路基板の熱を放出するためのより多くのスペースが提供されるため、熱伝導性能が向上します。 PCB コンポーネント.

何十年もの間、インジケーターランプとしてのみ機能していました

銅の痕跡は、熱伝導率に影響を与えるもう1つの重要な要素です. 銅の痕跡は、熱伝導率に影響を与えるもう1つの重要な要素です, あれは, 銅の痕跡は、熱伝導率に影響を与えるもう1つの重要な要素です. 銅の痕跡は、熱伝導率に影響を与えるもう1つの重要な要素です, 銅の痕跡は、熱伝導率に影響を与えるもう1つの重要な要素です.

内部層

何十年もの間、インジケーターランプとしてのみ機能していました. 何十年もの間、インジケーターランプとしてのみ機能していました.

FR4PCB熱伝導率管理

FR4 PCB にとって熱伝導率の管理は性能に影響を与えるため重要です。, 信頼性, 内層が多いと熱伝導率が低下し、その逆も同様です。. 内層が多いと熱伝導率が低下し、その逆も同様です。, 内層が多いと熱伝導率が低下し、その逆も同様です。, ダメージ, 内層が多いと熱伝導率が低下し、その逆も同様です。. 幸いなことに, 内層が多いと熱伝導率が低下し、その逆も同様です。. このブログでは, 内層が多いと熱伝導率が低下し、その逆も同様です。:

内層が多いと熱伝導率が低下し、その逆も同様です。

熱伝導率は、PCBを設計するときに考慮しなければならない要素です, 熱伝導率は、PCBを設計するときに考慮しなければならない要素です:

最初, 熱伝導率は、PCBを設計するときに考慮しなければならない要素です, 熱伝導率は、PCBを設計するときに考慮しなければならない要素です. 何十年もの間、インジケーターランプとしてのみ機能していました. 熱伝導率は、PCBを設計するときに考慮しなければならない要素です, 熱伝導率は、PCBを設計するときに考慮しなければならない要素です. 加えて, 適度なサーマルビアアレイは、熱抵抗を減らし、熱放散のパフォーマンスを向上させるのに非常に役立ちます.

2番目, トラック間の距離を広げて、レイヤー内の熱分布をより均一にすることをお勧めします, 適度なサーマルビアアレイは、熱抵抗を減らし、熱放散のパフォーマンスを向上させるのに非常に役立ちます. 適度なサーマルビアアレイは、熱抵抗を減らし、熱放散のパフォーマンスを向上させるのに非常に役立ちます.

第三, 適度なサーマルビアアレイは、熱抵抗を減らし、熱放散のパフォーマンスを向上させるのに非常に役立ちます. コンポーネントを接続するトラックは、できるだけ短く幅を広くする必要があります, コンポーネントを接続するトラックは、できるだけ短く幅を広くする必要があります. コンポーネントを接続するトラックは、できるだけ短く幅を広くする必要があります, コンポーネントを接続するトラックは、できるだけ短く幅を広くする必要があります.

コンポーネントを接続するトラックは、できるだけ短く幅を広くする必要があります

Moko Technologyは、»HSMtec«で異なるアプローチを採用しています. テクノロジー, これは、DINEN60068-2-14およびJEDECA101-Aに従って認定され、航空および自動車の監査を受けています。, 選択的です: プリント回路基板に大電流が流れると思われる場合にのみ、厚い銅が流れます。.

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現在, 5002.0mmから12mmまでの幅のµmハイプロファイルは可変長で利用可能です, ワイヤーで直径500µmが確立されました. 導体パターンにしっかりと結合された固体銅要素は、超音波接続技術を使用してベース銅に直接適用し、FR4ベース材料を使用して多層の任意の層に統合することができます. 銅が使用される理由はいくつかあります: アルミニウムの2倍の熱伝導率を備えているため、LEDヒートパッドの下の中間層を断熱することなく、迅速な熱放散を保証します。.

材料	熱伝導率λ [W / mk]
銅RA	300
アルミニウム合金	150
半田	51
セラミック (導いた)	24
FR4	0.25
空気 (休憩)	0.026

テーブル 1: 関係する材料の熱伝導率
銅と回路基板のベース材料FR4のもう1つの利点は、熱膨張特性です。 (テーブル 2): 特にセラミックLEDに関連して, 銅またはFR4をベースにした回路基板は、熱応力に対して高い耐性があります, 環境や動作条件などに依存します温度サイクル, such as for “intelligent” lighting controls.

材料	膨張係数 [ppm / K]
アルミニウム	24
半田	約. 22
銅	16
FR4	13-17
Al2O3 (導いた)	7
AlN (導いた)	4

テーブル 2: Xの熱膨張係数 / そして方向性
この方法では, 照明ユニット全体の寿命と信頼性は、アルミニウムをベースにした従来のメタルコアPCBと比較して大幅に向上させることができます.

結論

トラック間の距離を広げて、レイヤー内の熱分布をより均一にすることをお勧めします. FR4は、経済的であり、さまざまなアプリケーションで利用できる優れた特性を備えているため、PCB製造に一般的に使用される材料です。, トラック間の距離を広げて、レイヤー内の熱分布をより均一にすることをお勧めします. したがって、, FR4は、経済的であり、さまざまなアプリケーションで利用できる優れた特性を備えているため、PCB製造に一般的に使用される材料です。, FR4は、経済的であり、さまざまなアプリケーションで利用できる優れた特性を備えているため、PCB製造に一般的に使用される材料です。, FR4は、経済的であり、さまざまなアプリケーションで利用できる優れた特性を備えているため、PCB製造に一般的に使用される材料です。. FR4は、経済的であり、さまざまなアプリケーションで利用できる優れた特性を備えているため、PCB製造に一般的に使用される材料です。, に行くことができます MOKOテクノロジー 答えを得るために.