高效PCB热管理:实现最佳热性能的技术
印制电路板(PCB)运行时产生热量。为防热损伤,需正确热流技术确保能量散发。
热传递基础
基础层面,热传递讨论含两主题:温度和热流。温度代表可用热能水平,热流代表热能从一处移至另处。
微观层面,热能直接关联分子动能。材料温度越高,分子热运动越剧烈。含大量动能区域向动能较少区域传递能量属正常。
一些材料属性有效调节不同温度两区间传递热量。含热导率、材料密度、流体速度、流体粘度。这些属性共同使解决许多热传递问题相当复杂。
热传递机制
热传递机制可分三大类:
传导。分子动能更多区域通过分子直接碰撞将热能传至动能较少区域,称传导。金属中,部分能量也由导带电子携带跨区域传输。
对流。电子设备产生热时,通过传导传至某区域,再传给流体。此过程称对流,流体可以气体(如空气)或常规水形式。
辐射。所有材料按温度确定量释放热能。温度均匀时,辐射通量物体间平衡,无热能交换。温度变化时平衡打破,热能从高温区传向低温区。
PCB热传递设计技术
PCB热管理方面,可用几种技术。选项包括:
- 散热器。 此技术用大型高导电金属件。这些件连接发热部件、向空气暴露更大表面积。此设置降低热阻,配合散热风扇进一步增强热流。
- 铺铜。 用金属填充未用区域并接地金属,PCB任何元件轻松连接地。
- 热过孔。 常与铺铜配合,热过孔创建通往铜和PCB元件路径。
- 铜填充过孔。 过孔填铜改善热传递。
- 高热导率材料。 铝、陶瓷、铜芯等材料用于提升PCB热导率。
当您在PCB鼓励稳定热流,可期待高效电气性能和长寿命。
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