Υπερθερμαίνεται η PCB σας; Εξειδίκευση στον Σχεδιασμό Θερμικής Διαχείρισης Υψηλής Ισχύος

Στην εποχή των ηλεκτρονικών ισχύος υψηλής πυκνότητας, η θερμική διαχείριση δεν είναι πλέον δευτερεύουσα σκέψη—είναι ένας πρωταρχικός παράγοντας αποτυχίας. Στην DUXPCB, αναγνωρίζουμε ότι πάνω από το 50% των βλαβών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σχετίζονται με τη θερμότητα. Η αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας απαιτεί μια πολυδιάστατη μηχανική προσέγγιση που συνδυάζει βελτιστοποιημένη γεωμετρία χαλκού, στρατηγική τοποθέτηση vias και επιλογή προηγμένων υλικών.

1. Θερμικά Vias: Η Κάθετη Διαδρομή Θερμότητας

Η κάθετη θερμική αγωγιμότητα είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για να μετακινήσετε τη θερμότητα από εξαρτήματα επιφανειακής τοποθέτησης σε εσωτερικά επίπεδα γείωσης ή ψύκτρες στην κάτω πλευρά. Ακολουθώντας τα πρότυπα IPC-2152, η ομάδα μηχανικών μας συνιστά τις ακόλουθες παραμέτρους διάταξης vias για πυκνότητα υψηλής ισχύος:

• Διάμετρος Via: 0,30 mm είναι το «sweet spot» της βιομηχανίας για την εξισορρόπηση της θερμικής αγωγιμότητας και της απόδοσης κατασκευής.
• Pitch: Ένα διάστημα πλέγματος 0,80 mm παρέχει βέλτιστη διάχυση θερμότητας χωρίς να διακυβεύεται η δομική ακεραιότητα της PCB.
• Επιμετάλλωση: Εξασφαλίζουμε τουλάχιστον 25µm (1 mil) επιμετάλλωσης χαλκού στα βαρέλια των vias για μεγιστοποίηση της αγώγιμης διατομής.

2. Βαρύς Χαλκός και Βελτιστοποίηση Χύτευσης Χαλκού

Ο τυπικός χαλκός 1oz είναι συχνά ανεπαρκής για διαδρομές υψηλού ρεύματος. Η DUXPCB ειδικεύεται σε PCB βαρέος χαλκού (3oz έως 10oz), οι οποίες λειτουργούν ως ενσωματωμένοι διαχυτήρες θερμότητας.

• Πλευρική Διάχυση: Η αύξηση του βάρους του χαλκού από 1oz σε 3oz μπορεί να μειώσει τα τοπικά «hot spots» έως και 40%.
• Ισορροπία Χαλκού: Πραγματοποιούμε μια χειροκίνητη αναθεώρηση της κατανομής του χαλκού για την αποφυγή στρέβλωσης της πλακέτας κατά τη διάρκεια της επαναροής, διασφαλίζοντας ότι οι διαδρομές υψηλής ισχύος εξισορροπούνται με ψευδείς χυτεύσεις όπου είναι απαραίτητο.

3. Προηγμένα Υποστρώματα και Επιλογή TIM

Όταν το FR4 φτάσει το θερμικό του όριο (συνήθως ~0,25 W/m·K), μεταφέρουμε τους πελάτες σε PCB Metal Core (MCPCB) ή εξειδικευμένα ελάσματα.

• Πλεονέκτημα MCPCB: Η χρήση υποστρωμάτων αλουμινίου ή χαλκού μπορεί να αυξήσει τη θερμική αγωγιμότητα κατά 8-10x σε σύγκριση με το παραδοσιακό FR4.
• Ενσωμάτωση TIM: Χρησιμοποιούμε δεδομένα από την Bergquist (Henkel) για να προτείνουμε τα σωστά Thermal Interface Materials (TIMs). Για συναρμολογήσεις υψηλής πίεσης, προτείνουμε Sil-Pads. για ακανόνιστα κενά, τα Gap Pads ή τα υλικά Liqui-Form εξασφαλίζουν μηδενική επαφή με κενό αέρα μεταξύ της PCB και του πλαισίου.

4. Στρατηγική Αξία: Η Προσέγγιση DUXPCB

Οι τυπικοί κατασκευαστές συχνά βασίζονται σε αυτοματοποιημένους DRC (Ελέγχους Κανόνων Σχεδιασμού) που χάνουν λεπτά θερμικά σημεία συμφόρησης. Παρέχουμε μια εξειδικευμένη χειροκίνητη αναθεώρηση για κάθε σχεδιασμό 2-8 στρώσεων.

Συμπέρασμα

Η θερμική διαχείριση είναι μια ισορροπία φυσικής και ακρίβειας κατασκευής. Τηρώντας το IPC-2152 και αξιοποιώντας προηγμένα υλικά, η DUXPCB διασφαλίζει ότι οι συσκευές υψηλής ισχύος σας λειτουργούν εντός ασφαλών θερμικών περιθωρίων. Είτε χρειάζεστε βαρύ χαλκό για βιομηχανικούς μετατροπείς είτε MCPCB για συστοιχίες LED υψηλής φωτεινότητας, η ομάδα μηχανικών μας είναι έτοιμη να βελτιστοποιήσει τη στοίβαξή σας για μέγιστη αξιοπιστία.