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                電子產品開發線路板散熱設計基材選擇方法

                日期:2018-05-26 / 人氣: / 來源:www.gyxpcb.com

                1.選材

                PCB基材應鄭云峰絕對會拼命根據焊接要求和印制板基材的耐熱性,選擇耐熱性好、CTE(Coefficients of Thermal Expansion,熱膨脹⊙系數)較小或與元器件 CTE 相適應的印制板基材,盡量減小元器件與印制板基材之間的CTE相對差。

                基材的玻璃化轉變溫度(Tg)是衡〗量基材耐熱性的重要參數之一,一般基材的 Tg 低,熱◎膨脹系數就大,特別是在 Z 方向(板的厚度方々向)的膨脹更還讓我一線天陷入如此險境為明顯,容易使鍍覆孔損壞;基材的 Tg高,一般膨脹系█數小,耐熱性相對較好,但是 Tg過高基材會◣變脆,機械加工性下降。故選材時要兼顧基材的綜合性能。

                印制板的導線ㄨ由於通過電流會引起溫升,故加上規定環境溫度值後溫度應不超過125℃,125℃是常用的典型值,根據選用的板材可能不』同←。由於元器件安裝在印制板上也發出一部〇分熱量,影響工作溫度,故選擇材料和印制板設計時應考慮到這些因∏素→,即熱點溫度應不超過 125℃,盡可能選擇更厚一點的覆銅箔。

                隨著開關電源等電子¤功率產品的小型化,表面貼片元器件廣泛運用到這些▲產品中,這時散熱片難於安裝到一些功率器件上。在這種︻情況下可選擇鋁基、陶瓷基等熱阻小的板材。可以選擇鋁♀基覆銅板、鐵基覆銅板等金屬PCB作為功率器件的載體,因為金屬 PCB 的散熱◥性遠好於傳統的PCB,且可♀以貼裝SMD元器件。也可以采用一種銅芯PCB,該基板的中間層是銅板不可同日而語,絕緣層采用的是高導熱的環氧玻纖布黏結∮片或高導熱的環氧樹脂,可以雙面一團碧綠色貼裝SMD 元器件。大功率 SMD 元器件可以將 SMD 自身的散熱片直接焊接在ㄨ金屬 PCB 上,利用金屬PCB中的金屬板來散∮熱。

                還有一種鋁基板,在鋁基板與銅箔層間的絕緣層采用的是高導熱性的導熱膠,其導熱性要大大優於環氧玻№纖布黏結片或高導熱的環氧樹↓脂,且導熱膠厚度可根據需要來設置。

                熱膨脹對PCB的影響

                2.CTE(熱膨◥脹系數)的匹配

                在進行PCB設計時,尤其是進行╱表面安裝用PCB的設計時,首先應考慮材料的CTE匹配問題。IC封裝的基略微拱手板有剛性有機封裝基板、撓性有機封裝基板、陶瓷』封裝基板3類。采用模塑技術、模壓陶瓷技術、層@ 壓陶瓷技術和層壓塑料4種方式進空間種子都有可能在他身上行封裝的IC,PCB基板用的材料主要有高溫環氧樹脂、BT樹脂、聚酞亞胺、陶瓷和難◢熔玻璃等。由於IC封裝基板用的這些材料耐溫較高,X、Y方向的熱膨脹系數▽較低,故在選擇印制板材料時應了解元器件的封裝形式和基板的材料,並考慮元器件焊接時工≡藝過程溫度的變化範圍,選擇熱膨脹系數與之相匹配的基材,以→降低由材料的熱膨脹系數差異引起的▲熱應力。

                采用陶瓷基板封裝的元器件的 CTE 典型值為 5~7×10−6/℃,無引接任大典線陶瓷芯片載體LCCC 的 CTE 範圍是 3.5~7.8×10−6/℃,有的器件基板材料采用與某些印制板▂基材相同的材料,如 PI、BT 和耐熱環氧樹就在眾人準備有所動作之時脂等。不同材料的 CTE 值如下表。在選擇印制板的基材時↙應盡量考慮使基材的熱膨脹系數接近於器件基々板材料的熱膨脹系數。

                不同PCB線路板基材的CTE(熱膨脹系數)值
                材料 CTE範圍(×10−6/℃)
                散熱片用鋁板 20~24
                17~18.3
                環氧E玻璃布 13~15
                BT樹脂—E玻璃布 12~14
                聚酰亞胺—E玻璃布 12~14
                氰酸酯—E玻璃布 11~13
                氰酸酯—S玻璃布 8~10
                聚酰亞胺E玻璃布及銅—因瓦—銅 7~11
                非紡織話芳酰胺/聚酰亞胺 7~8
                非紡織芳酰胺/環氧 7~8
                聚酰亞胺◆石英 6~10
                氰酸酯石英 6~9
                環氧芳酰胺布 5.7~6.3
                BT—芳酰胺布 5.0~6.0
                聚酰亞胺芳酰胺布 5.0~6.0
                銅—因瓦—銅12.5/75/12.5 3.8~5.5

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                作者:電子產品設計


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