了解PCB的热导率
关键的外卖
PCB的热性能对组件的工作结温度至关重要。
为了预测PCB的热传递，PCB被建模为具有两个有效热导率的单个单元:有效平行热导率和有效法向热导率。
PCB的有效平行和正常热导率取决于PCB的总厚度以及铜和环氧玻璃层的厚度。
随着电子元件功率密度的增加，其工作结温超过极限，将更多的热能耗散到封装、PCB和外壳上。电子元件散热的一小部分是通过引线和外壳传递到PCB上的，这部分热量随着功率密度的增加而增加。的PCB的热导率是影响电路板中热功率损耗耗散的重要因素。通过封装、PCB和外壳的适当设计和材料选择来优化组件的热特性是至关重要的。让我们更详细地讨论一下pcb的热管理和热导率。
PCB热管理
电子元件产生热能，并将大量热能耗散到pcb上。热管理技术，如散热器，通常用于加速从电子元件到环境的散热速率。散热器提供低热阻，从结到案件和案件到环境，从而促进传热。当指定感兴趣的电子元件的散热器时，通过PCB的热能耗散变得非常重要。PCB的热性能对组件的工作结温度至关重要。的导热性能随着高功率密度和高速电子电路设计的普及，pcb的性能变得更加关键。
pcb的热导率
pcb是由铜箔和玻璃增强聚合物组成的层状结构，通过电学连接组件，并使用衬垫、导电走线和通孔进行机械支撑。高导热铜箔夹在低导热玻璃环氧层之间。铜在PCB中形成导电电路，而玻璃环氧树脂层是非导电基板。
导电材料
最常用的导电材料是铜。其他选择包括铝、铬和镍。最常用的不导电衬底是FR-4层压板。铜的导热系数约为400 W/m/K, FR-4的导热系数为0.2 W/m/K。铜作为热导体，层板作为热绝缘体。在铜和FR-4的导热系数之间存在着巨大的差异，这使得有效导热系数PCB各向异性的。
pcb的有效平行导热系数和法向导热系数
开发PCB内部的传热模型非常重要，因为PCB中的散热严重影响板的最高温度和组件的工作温度。为了预测PCB的传热，PCB被建模为一个具有两个单元的单个单元有效导热系数．假设通过PCB复合层进行一维热传导，忽略铜层与环氧玻璃层之间的热常数电阻，得到的有效导热系数为:
- 有效平行导热系数:描述PCB板平面内的热流。
- 有效法向导热系数:描述通过PCB板厚度的热流。
PCB的有效平行热导率和正常热导率取决于PCB的总厚度以及铜和环氧玻璃层的厚度。PCB的热导率对信号层中铜的含量很敏感。同样，在存在内部铜层及其与顶层距离的情况下，有效导热系数也会发生变化。
让我们看一个具体的例子:在顶层有铜的PCB。顶层的铜使热量扩散到一个大的区域。它提供了一个低阻力路径，防止散热到PCB板。顶层有铜和没有铜的pcb的有效平行导热系数和法向导热系数的值不同，从而导致两种情况下pcb的有效总导热系数不同。
可以得出结论，层的位置，组件尺寸和操作条件对PCB的有效热导率有显著影响，使其成为PCB设计中的关键因素。在设计过程中，电路设计工程师必须将热导率作为决定如何在电路板中散热的关键因素。
Cadence提供PCB设计工具，非常适合创建具有所需导热性的PCB。订阅我们的通讯获取最新信息。如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，和我们的专家团队谈谈吧．