Entradas térmicas do projeto de PCB: Cobre pesado, caminhos de calor e do metal-Core

Um PCB térmico é um sistema de fontes de calor, caminhos dielétricos de cobre e, interfaces, contatos mecânicos e condições ambientais. Escolhendo o cobre pesado ou uma construção de núcleo de metal sem mapeamento que o sistema pode mover o calor sem resolver a interface limitante. Uma revisão útil do fornecedor, portanto, começa com as perdas temperaturas e que o projeto deve gerenciar.

Este artigo possui o Estrutura de decisão de entrada térmica de rota cruzada e. O Cobre pesado PCB, Núcleo de metal PCB e Eletrônica de potência PCB páginas permanecem capacidade comercial destinos de aplicação e. Qualquer valor material, limite atual ou resultado térmico deve ser confirmado para o projeto lançado.

Resposta direta: quando você deve escolher o cobre pesado ou metal-core PCB?

Escolha somente após o mapeamento da corrente elétrica e calor de cada componente para o ambiente final. O cobre pesado é avaliado quando a seção transversal do condutor, distribuição atual e a propagação do cobre domina. A construção do metal-core é avaliada quando o calor deve atravessar uma camada isolante em um espalhador de metal ou interface mecânica. A rota correta depende de dielétrico, isolamento, geometria, montagem e condições de refrigeração.

Construa um mapa de entrada térmica antes do empilhamento

Liste cada fonte de perda significativa pelo estado operacional: contínuo, intermitente, inicialização, sobrecarga e, quando relevante. Registre como a perda foi derivada, o limite de temperatura que a rege, faixa ambiente, pressupostos de gabinete de fluxo de ar ou, orientação de montagem, fontes de calor próximas e a interface de chassi do dissipador externo pretendido ou.

As métricas térmicas da folha de dados do componente descrevem as condições de teste definidas, não a placa final automaticamente. Os dispositivos analógicos de Texas Instruments e enfatizam o caminho de PCB em torno das vias expostas de e. Trate a orientação do pacote como uma entrada ao modelo da aplicação, verifique então o padrão real da terra, conexão da solda, condições de limite da rede de cobre e.

Entradas separadas, caminhos e evidência

O cobre pesado muda mais do que a área do condutor

O cobre mais pesado pode suportar um objetivo de dispersão de calor ou de distribuição de corrente, mas o resultado final também depende do traço de pescoço para baixo, almofadas, furos chapeados, transições de camada, equilíbrio de cobre, gravando e a pilha dielétrica. O gargalo crítico pode sentar-se em um conector, terminal, via campo ou terra componente em vez de na região de cobre mais ampla.

Dê ao fabricante um mapa atual e a geometria que não pode mudar. Pergunte como o cobre acabado afeta o espaçamento da linha e, recursos chapeados, registro, simetria de empilhamento e o acabamento de superfície escolhido. Evite converter um gráfico de corrente genérico em uma classificação de projeto sem a mesma geometria do condutor, ambiente e de base de temperatura.

Construção de núcleo de metal adiciona uma rota orientada por interface

Um substrato metálico isolado ou outra construção metal-core coloca uma camada de metal atrás de um sistema dielétrico para que o calor possa se espalhar em direção a uma interface mecânica. O dielétrico permanece parte do caminho elétrico térmico e. Sua espessura, exigência elétrica, sistema material, padrão de cobre, geometria do núcleo e contato com a estrutura externa deve ser revisado em conjunto.

O núcleo de metal não define por si só a temperatura da junção. A cobertura da solda, a almofada do componente, o contato dielétrico, a placa-a-afunde, o material da interface, o nivelamento, os fixadores, o fluxo de ar e o chassi do dissipador ou pode dominar porções diferentes do trajeto. Indique se a placa é o espalhador de calor final ou um link em um conjunto de refrigeração maior.

Cobre pesado versus núcleo de metal

Alguns projetos podem combinar abordagens; outros são limitados por densidade de roteamento, montagem frente e verso, isolamento, mecânica ou custo. A comparação deve ser realizada nos mesmos casos de operação e método de aceitação, não em propriedades de título não relacionadas.

Os planos de cobre e precisam de um destino definido

Vias pode conectar um terreno componente para interno ou cobre do lado oposto, mas seu efeito depende da colocação, furo terminado, chapeamento ou preenchimento, processo de solda e A área disponível para receber e rejeitar o calor. Dispositivos analógicos adverte que o potencial elétrico do bloco exposto também deve ser verificado a partir da documentação do componente. Uma via térmica não é útil apenas porque aparece sob um pacote; o caminho a jusante e O método de montagem deve ser intencional.

Peça ao fornecedor do componente, PCB fabricante e montador para rever o mesmo padrão de terra. Via-in-pad tratamento, risco de pavio de solda, design de estêncil, aceitação de vazio e inspeção pode afetar a conexão térmica. Essas escolhas pertencem à fabricação e pacote de montagem.

A medição do modelo e deve compartilhar as condições

Assunções de interface e usadas em simulação, incluindo sua base de temperatura e de origem. Defina estados de energia, ambiente, fluxo de ar, montagem, suposições de emissividade se e relevante onde a temperatura é avaliada. Para medição, sensores de estado ou método de imagem, locais, critérios de estabilização, carga operacional e incerteza.

Um modelo pode comparar caminhos candidatos; uma medição de protótipo pode testar o sistema montado sob condições declaradas. Nem se torna uma classificação de placa universal. Mantenha a evidência com as revisões mecânicas exatas da placa, componente, montagem e que ela representa.

Fluxo de revisão de rota térmica

1. Fontes de perda de mapa, caminhos atuais, estados operacionais e que regem os limites de temperatura.
2. Defina o ambiente, o fluxo de ar, o gabinete, as interfaces externas do dissipador de montagem e.
3. Compare construções convencionais de núcleo metálico e com essas entradas.
4. Modelo de cobre, dielétrico, vias, pacotes, contatos e refrigeração externa como um caminho.
5. Revisão de fabricação, montagem, inspeção e restrições mecânicas com fornecedores.
6. Solte o empilhamento selecionado, método de aceitação e plano de evidência controlado por revisão.

Lista de verificação térmica da cotação de PCB

• Gerber ou ODB++, broca, empilhamento e controlado desenho mecânico.
• Lista de componentes, colocação e identificado calor ou fontes de corrente.
• Estado de funcionamento, ciclo de trabalho, condições de refrigeração ambiente e.
• Temperaturas permitidas ou aumenta e a fonte de cada limite.
• Cobre, dielétrico, núcleo, através de requisitos de isolamento e.
• Exposto-pad, stencil, solda, inspeção e requisitos de montagem.
• Pia externa, chassis, material de interface, restrições de nivelamento do fixador e.
• Modelo, teste de protótipo, relatando expectativas de aprovação de mudança e.

Envie o pacote controlado através Obter um orçamento para um projeto específico PCB fabricação revisão. Inclua suposições não resolvidas para que o feedback da engenharia possa fechá-las antes que a rota térmica seja liberada.