Thermal Conductivity Coefficient yeCopper muPCBs

Mhangura ndeimwe yezvinhu zvakakosha zvikuru mukugadzira nekugadzira mabhodhi edunhu akadhindwa ( PCBs ), kunyanya nekuda kwehunhu hwayo hwakanaka hwekupisa nemagetsi. Chimwe chezvinhu zvinonyanya kukosha mumhangura ndiko kufambisa kwayo kupisa kwakanyanya, izvo zvinoita basa rakakosha mukushanda, kuvimbika, uye kugara kwenguva refu kwemaPCB, kunyanya mukushandiswa kwesimba rakawanda uye kupisa kwakakwirira.

Chiyero checonductivity yekupisa chemhangura, chinosvika 400 W/m·K patembiricha yemumba, chinoita kuti ive chinhu chakanakira kubvisa kupisa kubva muzvikamu zvemagetsi. Gwaro iri richaongorora kuti conductivity yekupisa yemhangura inokanganisa sei dhizaini yePCB, kugadzirwa, uye mashandisirwo ayo, ukuwo richiongororawo mabhenefiti ayo, matambudziko, uye mhinduro dzekuvandudza mashandiro ePCB mukutarisira kupisa.

Thermal Conductivity uye Kukosha Kwayo muPCBs

Thermal conductivity kugona kwechinhu kuitisa kupisa. Chinhu chakakosha chinotarisa kuti kupisa kunogona kuyerera sei kuburikidza nechinhu kana chaiswa pasi petembiricha. Kune maPCB, kupisa kupisa kunoshanda kwakakosha kuti udzivise kupisa, izvo zvinogona kudzikisira kuita, kukuvadza zvikamu, kana kukonzeresa kutadza kwehurongwa.

Copper's high thermal conductivity inoreva kuti inokwanisa kufambisa kupisa zvakanaka kure nezvikamu zvinoburitsa simba rakawanda rekupisa, senge magetsi transistors, maLED, maCPU, uye mamwe maturusi anonzwa kupisa. Sezvo kugadzirwa kwekupisa mumidziyo yemagetsi kuri kuramba kuchiwedzera nekuda kwekukura kwesimba remagetsi uye kuderera kwemafomu zvinhu, basa remhangura mukugadzirisa mashandiro ekupisa rave kutonyanya kukosha.

Mafungiro Akakosha:

• Thermal Conductivity Coefficient (k): Izvi zvinoreva huwandu hwekupisa hunogona kutamiswa kuburikidza nechinhu. Pamhangura, kukosha uku i400 W/m·K.
• Kupisa Kupisa: Kubudirira kubviswa kwekupisa kubva kune zvigadzirwa zvemagetsi, kunyanya kufambiswa nemhangura muPCBs.
• Thermal Management: Mazano anoshandiswa mu PCB dhizaini kuderedza kupisa kuvaka uye optimize kutonhora.

Basa reMhangura muPCB Thermal Management

Mhangura inonyanya kushandiswa muchimiro chekutevera, vias, uye ndege mukati mePCBs, ichiita ese emagetsi nzira uye seanopisa conduits. Iyo marongerwo emhangura yemhangura uye ndege inoita basa rakakosha mukugadzirisa kupisa mukati mePCB, kuiparadzira kure kubva kunzvimbo dzekupisa kunzvimbo dzinotonhorera kana kunze kwekupisa kunonyura.

Copper Layers muPCBs

PCB yakajairika ine zvidimbu zvakawanda, nemhangura inoshandiswa zvakanyanya mukati nekunze kwemukati. Ukobvu hwemhangura uye nzira yainorongwa nayo inobata zvakananga kukwanisa kwebhodhi kubvisa kupisa. Makobvu emhangura akaturikidzana anogona kubata yakakwira yazvino mitoro uye zvakare kuvandudza yekupisa conductivity, ichibvumira iyo PCB kutonga kwakawanda kupisa.

• Standard Copper Ukobvu: Ukobvu hwakajairika hwemhangura mumaPCB hunotangira pa1 oz/ft² (35 µm gobvu) kusvika pa2 oz/ft² (70 µm gobvu). Nekudaro, yakakwira-ikozvino uye yakanyanya-kupisa application ingangoda PCB dzemhangura dzinorema, inogona kuve nemhangura ukobvu hwe3 oz/ft² (105 µm) kana kudarika.
• Heavy Copper PCBs: Idzi dzinowanzo shandiswa mune yakakwirira-simba maapplication uko yekupisa manejimendi yakakosha. Kuwedzera kwemhangura yemhangura kunopa nzvimbo yakakura yekupisa kupisa, ichibvumira bhodhi kubata kutonhora kwepamusoro uye mitoro yemagetsi pasina kukuvadza zvikamu.

Mhangura Planes uye Traces

Ndege dzemhangura, kunyanya dzepasi uye dzemagetsi, dzinoshanda senzvimbo dzakakura dzinogona kugovera kupisa zvakanaka muPCB. Mhangura yemhangura, iyo inobatanidza zvikamu zvakasiyana-siyana, inogonawo kugadzirwa nehupamhi hwakafara kana hukuru hukuru kuvandudza kugona kwavo kwekubata kupisa. Tsanangudzo dzakafara dzinoderedza kupisa kwekupisa kwemhangura, zvichiita kuti kupisa kuwedzere zvakasununguka.

• Simba uye Ground Planes: Ndege idzi dzinoita sevaparadziri vekupisa, kugovera simba rekupisa kumativi ose ePCB uye kuderedza nzvimbo dzinopisa.
• Yakapamhama Yekutsvagisa Kupisa: Matekirwo anotakura mafambiro akakwira anofanirwa kuve akafara zvakakwana kuti aderedze kusamira kwemagetsi uye kuwedzera kupisa kupisa.

Vias for Thermal Management

Ma "thermal vias" chimwe chinhu chakakosha chebasa remhangura mukuparadza kupisa kwePCB. Ma "vias" aya, ayo ari maburi akafukidzwa nemhangura anobatanidza zvikamu zvakasiyana zvePCB, anobvumira kupisa kupfuura kubva pamusoro pechikamu kuenda muzvikamu zvemukati zvemhangura kana kutoenda kune rimwe divi rebhodhi. Iyi nzira inonyanya kubatsira muma "multi-layer PCBs", uko zvikamu zvemhangura zvinogona kuunganidzwa kuti zviwedzere kupararira kwekupisa.

• Thermal Vias: Inoshandiswa kubatanidza mhangura maseru uye kutamisa kupisa kwakatwasuka kuburikidza nePCB.
• Via Density: Kuwedzera huwandu hwemavhairasi ekupisa munzvimbo dzinonzwa kupisa kunogona kuvandudza zvakanyanya kupisa.

Matambudziko eCopper-Based Thermal Management

Nepo mhangura yakakwira yekupisa yekupisa ichipa akawanda mabhenefiti muPCB dhizaini, kune zvakare akati wandei matambudziko ayo vagadziri vanofanira kufamba.

Kuenzanisa Kwemagetsi uye Kupisa Dhizaini

Mhangura inoshandisa zvese zvemagetsi uye zvekupisa zvinangwa muPCB, saka panogona kuve nekutengeserana pakati pekugadzirisa PCB yekushanda kwemagetsi uye yekutonga kwekupisa. Kuwedzera hupamhi hwemhangura yemhangura yekupisa kupisa kuri nani kunogona kukanganisa kutendeseka kwechiratidzo, kunyanya mumaseketi ekumhanya-mhanya uko impedance control yakakosha.

Kutarisira Copper Costs

Mhangura inodhura kana ichienzaniswa nezvimwe zvinhu zvinoshandiswa muPCB, uye kuwedzera kukora kwemhangura kana huwandu hwemhangura mubhodhi kunogona kukwidza mutengo wekugadzira. Heavy copper PCBs, kunyanya, inodhura kugadzira, uye izvo zvekuwedzera zvinodiwa zvinogona kukanganisa bhajeti rese reprojekiti.

Kuwedzera kweThermal uye Mechanical Stress

Copper's thermal yekuwedzera coefficient, kunyange yakaderera kana ichienzaniswa nedzimwe simbi, ichiri kuda kutariswa muPCB dhizaini. Iko kusawirirana muhuwandu hwekupisa hwekuwedzera kwemhangura uye iyo substrate zvinhu (kazhinji FR-4) inogona kukonzera kushushikana kwemuchina panguva yekutenderera bhasikoro, izvo zvinogona kutungamirira kuhondo, kuputika, kana delamination nekufamba kwenguva.

• Thermal Kuwedzera Mismatch: Musiyano wehuwandu hwekuwedzera pakati pemhangura nePCB substrate zvinhu zvinogona kukonzera kushushikana panguva yekupisa bhasikoro.
• Mechanical Kuvimbika: Kuve nechokwadi chekuvimbika kwemuchina kwePCB nekufamba kwenguva kunoda kunyatso tarisisa kuti mhangura dzemhangura dzinowedzera sei uye chibvumirano nekuchinja kwekushisa.

Kugadziridza PCB Dhizaini yeThermal Management Uchishandisa Copper

Kuti uwedzere mabhenefiti emhangura yepamusoro yekupisa yekupisa muPCB dhizaini, akati wandei mazano anogona kushandiswa. Izvi zvinosanganisira kushandisa makobvu emhangura akaturikidzana, kugadzira mitsetse yakafara, uye kubatanidza zvinopisa vias uye kupisa sinks. Heano mamwe akakosha ekugadzirisa dhizaini:

Kuwedzera Kukora Kwemhangura

Sezvambotaurwa, zvidimbu zvemhangura zvakakora zvinobvumira kupisa kuri nani. Mumashandisirwo emagetsi epamusoro-soro, zvakajairika kushandisa PCB inorema yemhangura kuvandudza manejimendi ekupisa. Kuwedzera kukora kwemhangura hakungokwidziri kupisa kwekupisa asiwo kunobvumira bhodhi kutakura mafambiro akakwirira pasina kupisa.

• Heavy Copper PCBs: Inokodzera maapplication akaita semagetsi emagetsi, ma controller emota, uye mwenje we LED, uko huwandu hukuru hwekupisa hunogadzirwa.
• Dhizaini Trade-offs: Nepo makobvu emhangura akaturikidzana achivandudza mashandiro ekupisa, angangoda kugadziridzwa kuPCB dhizaini kuti igadzirise iyo yakawedzera dhizaini ukobvu, izvo zvinogona kukanganisa hukuru hwebhodhi.

Kushandisa Thermal Vias

Thermal vias inoita basa rakakosha mukugovera kupisa kune akawanda PCB akaturikidzana. Nokubatanidza ndege dzendarira pamatanho akasiyana, vias izvi zvinopa nzira yekupisa kutiza kubva pamusoro pebhodhi. Vagadziri vanogona kukwidziridza nhamba uye kuiswa kweiyo inopisa vias kuti ivandudze iyo bhodhi yakazara kupisa-kubata masimba.

• Optimizing Via Placement: Kuisa thermal vias pedyo kupisa-kugadzira zvinoriumba zvinogona kubatsira kugovera kupisa zvinobudirira mhiri PCB.
• Yakazadzwa Vias: Mune zvimwe zviitiko, vias inogona kuzadzwa nezvinhu conductive kuti uwedzere kuwedzera kupisa kutamisa.

Kubatanidza Heat Sinks uye Copper Heat Spreaders

Mune mamwe magadzirirwo, mhangura yekupisa kupisa kana ekunze kupisa sinks anoshandiswa kugadzirisa zvinopisa zvinorema. Izvi zvikamu zvinogona kusungirirwa paPCB pamusoro, zvichibvumira kupisa kuparara zvakanyanya munzvimbo yakapoteredza.

• Heat Spreaders: Nzvimbo dzakakura dzemhangura dzakagadzirirwa kunyanya kupisa kupisa, kazhinji kwakabatana nePCB yemhangura yemhangura kuburikidza nemafuta ekupisa.
• External Heat Sinks: Kuwedzera kupisa kunyura kwakagadzirwa kubva kune zvinhu zvine high thermal conductivity (sealuminium kana mhangura) inogona kusungirirwa kuPCB kukwevera kupisa kubva kune zvakakosha zvikamu.

Kuiswa kwechikamu uye Kurongeka kweBhodi

Strategic chikamu chekuisa uye PCB dhizaini inogona zvakare kuita basa mukupisa manejimendi. Zvinhu zvinogadzira kupisa zvinofanirwa kuiswa munzvimbo umo kupisa kunogona kubviswa zvakanaka, senge pedyo nendege dzemhangura kana thermal vias. Pamusoro pezvo, kuchengetedza masimba-akakwirira kure nenzvimbo dzakasimba kunobatsira kudzivirira kupisa kubva pakukanganisa zvikamu zvakakosha zvedunhu.

• Component Clustering: Dzivisa kubatanidza zvinhu zvine simba repamusoro pamwe chete, sezvo izvi zvichigona kugadzira nzvimbo dzinopisa dzenzvimbo.
• Airflow Kufunga: Ita shuwa kuti PCB dhizaini inobvumira kuyerera kwakaringana kwemhepo kwakatenderedza zvinhu zvinogadzira kupisa kuti zvifambise zvisikwa kana kumanikidzwa convection.

Application-Specific Thermal Management Solutions Uchishandisa Copper

Magetsi Emagetsi : Mumagetsi emagetsi, maPCB anofanira kubata kupisa kwakanyanya nekuda kwekuyerera kwesimba remagetsi kwakawanda. MaPCB emhangura anorema, ane zvidimbu zvemhangura zvakakora se10 oz/ft², anoshandiswa muzvishandiso izvi kubata mutoro wemagetsi nekupisa kwakabatana nawo. Aya zvidimbu zvemhangura zvinorema zvinoshanda semakondirakita uye nzira dzekupisa, zvichidzivirira kupisa zvakanyanya. Iyi tekinoroji yakakosha mumidziyo ine simba rakawanda senge magetsi emuindasitiri, mamota anodzora magetsi, uye ma converter, uko kuvimbika kwekupisa kuri chinhu chakakosha.

MaPCB e LED : Ma LED anogadzira kupisa kwakawanda kunofanirwa kutarisirwa zvinobudirira kuti ave nechokwadi chekuti kushanda kwacho kwagara kuripo uye kugara kwenguva refu. Ma PCB esimbi (MCPCBs), ane jira gobvu remhangura rakasanganiswa nesimbi, anoshandiswa kakawanda mumashandisirwo e LED. Dhizaini iyi inobatsira kuparadzira kupisa kubva kuma LED zvinobudirira kupfuura ma PCB echinyakare, zvichidzivirira kuora kwekupisa. Ma MCPCB anonyanya kukosha mumwenje ye LED ine simba guru, uko kupisa kwakakosha kuchengetedza chiedza chinobuda uye kugara kwenguva refu kwemudziyo.

Magadzirirwo Emagetsi Emotokari : Masisitimu emotokari, kunyanya ari mumagetsi, anoda maPCB anogona kutsungirira kushanduka-shanduka kwekupisa kwakanyanya uye mafungu emvura akakwira. Mhangura inoita basa rakakosha mukutonga kupisa mumashandisirwo aya, uko zvidimbu zvemhangura zvakagadzirwa nekupisa zvinovimbisa kuti kupisa kunobva panguva yekushanda kunonyangarika zvinobudirira. Izvi zvinobatsira kudzivirira kupisa zvakanyanya muzvikamu zvakaita semayuniti ekudzora injini uye mamodule ekuparadzira simba, izvo zvakakosha pakuvimbika kwemotokari uye kuchengetedzeka.

Mashandisirwo Ekuwedzera Kwemhepo : MumaPCB ane mafrequency akakwira, akadai seaya anoshandiswa muRF uye microwave circuits, kutonga kwekupisa kwakakosha kuchengetedza kusimba kwechiratidzo. Kufamba kwemhepo kwakanyanya kweCopper kunoita kuti ikwanise kubvisa kupisa zvakanaka, izvo zvakakosha pakudzivirira kuora kwechiratidzo kunokonzerwa nekupisa kwakanyanya. Izvi zvakakosha zvikuru mumasisitimu ekutumira ane simba rakawanda, uko kuchengetedza tembiricha dzakagadzikana kunovimbisa kushanda zvakanaka uye kuvimbika kwenguva refu.

mhedziso

Iyo yekupisa conductivity coefficient yemhangura inoita basa rakakosha mukugadzira nekuita kwePCB, kunyanya mumashandisirwo anogadzira kupisa kwakanyanya. Copper's high thermal conductivity inobvumira kuti iparadze kupisa zvakanaka, ichibatsira kudzivirira kutadza kwechikamu uye kuve nechokwadi chekugara kwenguva refu kwebhodhi.

Nekunzwisisa mabatiro emhangura, mitsvairo, vias, uye masingi ekupisa anobatsira mukutonga kwekupisa, PCB vagadziri vanogona kukwidziridza marongero avo ezvese magetsi uye ekupisa kuita. Kunyangwe mamwe matambudziko-akadai sekuenzanisa mutengo, kuita kwemagetsi, uye kushushikana kwemuchina-mhangura inoramba iri chinhu chesarudzo chekutonga kwekupisa muPCB.

Sezvo tekinoroji iri kuramba ichishanduka, kukosha kwemhangura mukugadzirisa kupisa mukuwedzera kune simba uye compact zvishandiso zvinokura chete. Kuburikidza nekugadzira kunofunga uye kunyatsotarisisa kwemhangura yekupisa zvivakwa, mainjiniya anogona kuenderera mberi nekusundidzira miganhu yePCB kuita uku vachichengetedza yakavimbika yekupisa manejimendi.