了解PCB有(yǒu)效导热率

2021-02-25

在電(diàn)子领域，了解印刷電(diàn)路板（PCB）的热行為(wèi)比在碗和盘子之间翻转要复杂得多(duō)。了解PCB有(yǒu)效导热性的来龙去脉始于设计阶段的热管理(lǐ)计划。 

什么是PCB有(yǒu)效导热系数？

PCB的有(yǒu)效导热系数反映了PCB的传热能(néng)力。

术语“有(yǒu)效导热率”是指材料传导和传递热量的能(néng)力。当我们具體(tǐ)谈论PCB的有(yǒu)效导热率时，我们谈论的是PCB如何将其组件产生的热量转移到周围區(qū)域。有(yǒu)效导热系数用(yòng)符号k eff表示，值以W / m•K表示。

在PCB设计中，有(yǒu)效的导热系数是在热建模和分(fēn)析中使用(yòng)的重要方面，因為(wèi)它使工程师可(kě)以根据特定的假设和模型来预测填充的PCB的导热性能(néng)。随着電(diàn)子模块尺寸的不断缩小(xiǎo)，这一参数值得设计人员关注。 

影响PCB有(yǒu)效导热系数的因素

散热孔的密度会影响PCB的有(yǒu)效导热率。

PCB由导電(diàn)材料，绝缘體(tǐ)和已安装的组件组成。PCB中使用(yòng)的每种材料都有(yǒu)不同的导热系数。在得出PCB的有(yǒu)效导热系数时，应考虑变化的导热系数。 

已经进行了各种研究来分(fēn)析PCB的热导率。根据研究，使用(yòng)不同类型的模型和假设。就设计人员而言，PCB的有(yǒu)效导热系数取决于几个因素。

元件尺寸 

随着组件变小(xiǎo)，自然散热的能(néng)力也随之增加。例如，采用(yòng)SOT-23封装的MOSFET的散热垫面积将小(xiǎo)于TO-220中的MOSFET。因此，安装在PCB上的组件的尺寸将影响其传播热量的能(néng)力。 

散热孔

散热孔是有(yǒu)意放置的孔，用(yòng)于散发组件的热量。这就像為(wèi)蒸汽提供更多(duō)机会从粥中逸出，而不是将蒸汽捕获在容器中。因此，自然地，这意味着一个區(qū)域中存在的热导通孔越多(duō)，它们将增加PCB的有(yǒu)效导热率。 

内部层

内部铜层的存在还可(kě)以改变散热速率和方向。铜的热导率為(wèi)355 W / mK，而FR-4為(wèi)0.25 mK。使用(yòng)多(duō)个铜内层，PCB的有(yǒu)效热导率会降低。当然，散热孔的存在可(kě)以帮助将热量更有(yǒu)效地转移到内层。  

迹線(xiàn)几何

现在，如果您有(yǒu)一条走線(xiàn)一端到另一端的铜走線(xiàn)，则可(kě)以预期PCB上的有(yǒu)效热导率值很(hěn)高。但是，如果走線(xiàn)不连续，则该值可(kě)能(néng)会减小(xiǎo)，这在实际的PCB中通常是这种情况。 

有(yǒu)效导热系数是否是PCB热建模的准确方法？ 

优选有(yǒu)效导热率，因為(wèi)它易于分(fēn)析计算。它通常基于同类PCB模型。但是，PCB很(hěn)少是同质的，尤其是多(duō)层PCB 。每层中的组件布置，走線(xiàn)，铜平面，通孔和焊盘都可(kě)以不同。

因此，当从常规模型导出有(yǒu)效热导率时，将存在误差范围。為(wèi)了更准确地估算有(yǒu)效导热系数，需要对每层PCB进行深度剖析。然后对表面进行像素化处理(lǐ)并进行分(fēn)析，以获得更好的预测。