Теплопроводность печатной платы - это ее способность проводить тепло.. Материалы с более низкой теплопроводностью позволяют снизить скорость теплопередачи.. С другой стороны, материалы с высокой теплопроводностью обеспечивают более высокую скорость теплопередачи. Например, металлы очень эффективно проводят тепло, поскольку обладают высокой теплопроводностью.. Вот почему мы часто используем их в приложениях, где требуется отвод тепла.. тем не мение, материалы с низкой теплопроводностью подходят для применений, требующих теплоизоляции. В этой статье, мы рассмотрим теплопроводность печатных плат и то, как она влияет на их производительность.
Печатная плата теплопроводности различных материалов
В этой секции, мы рассмотрим теплопроводность различных материалы для печатных плат.
-
Эпоксидные смолы и очки (FR4, ПТФЭ, и полиимид)
В основном мы используем FR4 для массового производства печатных плат.. тем не мение, в таком случае, Теплопроводность печатной платы очень низкая по сравнению с альтернативными материалами.. Следовательно, большинству производителей приходится использовать ряд методов и методов управления температурой, чтобы поддерживать температуру печатных плат и их активных компонентов в безопасном рабочем диапазоне..
-
Керамика (Глинозем, Нитрид алюминия, и оксид бериллия)
Керамика имеет гораздо более высокую теплопроводность, чем эпоксидные смолы и стекло.. тем не мение, эта более высокая теплопроводность связана с более высокими производственными затратами. Это связано с тем, что керамика механически прочна и, следовательно, ее трудно сверлить механически или с помощью лазера.. Так, изготовление многослойных керамических печатных плат становится затруднительным.
-
Металлы (Медь и алюминий)
В основном мы используем алюминий для изготовления печатных плат с металлическим сердечником.. Металлы имеют более высокую теплопроводность, чем эпоксидные смолы. & очки и у них разумная стоимость изготовления. Следовательно, они довольно эффективны для приложений, требующих воздействия теплового цикла и отвода тепла.. Металлический сердечник сам по себе обеспечивает эффективный сброс тепла и отвод тепла, поэтому нам не нужны дополнительные процессы и механизмы.. Так, производственные затраты имеют тенденцию к снижению.
| Материалы | Теплопроводность (Вт /(м · К)) | |
| Эпоксидная смола и очки | FR4 | 0.3 |
| ПТФЭ | 0.25 | |
| Полиимид | 0.12 | |
| Керамика | Глинозем | 28-35 |
| Нитрид алюминия | 140-180 | |
| Оксид бериллия | 170-280 | |
| Металлы | Алюминий | 205 |
| Медь | 385 | |
Печатные платы с высокой теплопроводностью по сравнению с обычными печатными платами
- Материалы с высокой теплопроводностью, такие как керамика и металлы, позволяют лучше отводить тепло по сравнению с материалами с низкой теплопроводностью, такими как FR4..
- Для материалов с низкой теплопроводностью требуются переходные отверстия и сквозные отверстия в пластине для отвода тепла..
- Следовательно, этапы производства имеют тенденцию к увеличению в случае материалов с низкой теплопроводностью печатных плат..
- Так, производственный процесс становится сложным, а затраты имеют тенденцию к увеличению.
- С другой стороны, материалы с высокой теплопроводностью печатных плат не нуждаются в дополнительных процессах и механизмах для сброса тепла или отвода тепла.
- Следовательно, производственные этапы и затраты имеют тенденцию к снижению для материалов с низкой теплопроводностью печатных плат..
- Материалы с высокой теплопроводностью печатной платы не допускают локализации термических напряжений.. Это связано с тем, что тепло легко проходит через них, и напряжения не могут сосредоточиться в одном месте..
- Следовательно, структура термически устойчива, и эти доски, как правило, имеют более длительный срок службы.
- В сравнении, материалы с низкой теплопроводностью печатной платы препятствуют прохождению тепла и, следовательно, позволяют локализовать напряжение.
- Следовательно, они обладают низкой термической стабильностью и, следовательно, имеют более короткий срок службы.
- Поскольку материал с высокой теплопроводностью не требует переходных отверстий, остается больше места для монтажа компонентов..
- Следовательно, Печатная плата с высокой теплопроводностью более плотная и меньше по размеру.
- Это позволяет нам изготавливать меньшие по размеру и более эффективные печатные платы..
- Это установленный факт, что материалы с высокой теплопроводностью также обладают высокой электропроводностью.. Следовательно, выгоднее использовать материалы с высокой теплопроводностью печатной платы.
- Материалы с высокой теплопроводностью также имеют стабильный КТР.. Это означает, что они демонстрируют желаемые свойства теплового расширения.. Это позволяет нам изготавливать печатные платы, которые являются термически стабильными, а также имеют стабильные размеры..
- Поскольку материалы с высокой теплопроводностью термически стабильны, мы можем использовать их в экстремальных условиях, потому что мы уверены, что их термическое разложение не произойдет..
Рассеивание тепла через теплопроводность печатной платы
Мы живем в эпоху, когда стало возможно производить микроэлектронную упаковку, а технология интеграции легко доступна.. Следовательно, общая плотность мощности электронных устройств постоянно растет. тем не мение, физические размеры электронных устройств и электронных компонентов неуклонно уменьшаются. Так, генерируемое тепло мгновенно отделяется, что приводит к диссоциации или разрушению всей электронной системы.
тем не мение, плотность теплового потока электронных устройств также увеличивается, и высокая температура окружающей среды также влияет на работу электронных устройств. Следовательно, нам нужен более эффективный план по установлению терморегулирования, и нам нужно решить проблему рассеивания тепла в лоб, чтобы открыть новые пути Изготовление печатных плат.
Решение
Инженеры разработали несколько стратегий решения этих проблем с помощью управления температурным режимом.. Это включает,
- Повышение теплопроводности печатной платы для улучшения теплоотвода
- Использование материалов, способных выдерживать более высокие рабочие температуры. Мы можем сделать это, улучшив температуру термического разложения..
- Улучшение термической адаптации материала к окружающей среде и термоциклирования. Мы можем сделать это, улучшив CTE..
Наиболее эффективная стратегия из них - использовать материал с высокой теплопроводностью для предотвращения рассеивания тепла.. Это связано с тем, что эти материалы обеспечивают плавную передачу тепла, и тепло никогда не накапливается в одном месте.. Следовательно, тепло покидает систему, как только оно генерируется, и не повреждает плату. Проблема возникает только тогда, когда возникает препятствие тепловому потоку и он начинает накапливаться.. В таком случае, это приведет к термическому напряжению и повреждению печатной платы. Вот почему не рекомендуется использовать материалы с низкой теплопроводностью печатной платы в высокотехнологичных приложениях..
Если у вас возникли проблемы с отводом тепла на платах, то вы попали в нужное место.. МОКО Технология имеет большой опыт проектирования и разработки печатных плат с высокой теплопроводностью.. Мы можем изготовить для вас индивидуальные печатные платы с высокой теплопроводностью, которые будут соответствовать вашим потребностям и обеспечивать эффективное рассеивание тепла.. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас есть какие-либо вопросы.
