Termisk hantering

Ett kretskort producerar värme som måste kontrolleras. Värmehantering är de verktyg och tekniker som används för att hålla ett system inom dess operativa temperaturområde. Detta är särskilt viktigt i belysningsenheter, processorer, nätaggregat, adaptrar eller elmotorer som behöver producera ett högt vridmoment.

Värme kan vara ett problem i ett system och ingenjörerna måste hitta en lösning för att kontrollera temperaturen. Varför? Svaret kan sammanfattas i ett ord: tillförlitlighet. Många komponenter är tillverkade av kisel och överhettning är destruktivt för detta material. Den optimala temperaturen definieras av leverantören. En ökning med 20 °C minskar komponentens livslängd med 50 %. Detta leder till att enhetens livslängd, som påverkar tillförlitligheten, ger upphov till garantiproblem och i slutändan minskar fördelarna för tillverkaren. Att ha ett fel på en enhet är inte bra för någon och det är därför temperaturen måste kontrolleras.

Vilken typ av impedansdesign kan vi hitta på kretskort?

Konstruktion

Att öka mellanrummen mellan linjerna på ett kretskort kan vara ett bra alternativ för att kontrollera värmen i kretsen. Marknadstrenden är dock att minska storleken på enheterna, miniatyrisera komponenterna, minska storleken på korten osv. Lösningen är inte ofta lätt att använda i den nuvarande trenden.

Kylflänsar

En kylfläns fästs på kortet eller komponenten och ger hög värmeavledning. Metallen avlägsnar värme från kretsen och ger en större kontaktyta med omgivningen (fenor) för att överföra värme.

Termiska vias / bana

Termiska vias borras under komponenten genom kortet. Vias, som kan vara pläterade eller inte pläterade, ger frisk luft och evakuerar värme. Pläterade vias är mer effektiva eftersom koppar kan ackumulera mer värme.

Kopparinlägg/inbäddad

Kopparinlägg är stora kopparbitar som placeras inuti vias. Denna kopparmassa håller temperaturen nere längre eftersom ju mer massa, desto längre tid tar det att värma upp den. Till exempel tar det kortare tid att koka upp en liten kastrull vatten än en stor. Kopparinlägget fungerar också som en radiator och ger mer ytkontakt med den lokala miljön. Koppar kan också begravas inuti kortet. Det kallas för inbäddad koppar.

Vätskekylda system

I vissa komplexa system, som kraftfulla servrar eller datorer, kan ingenjörerna använda en vätskekyld krets som fungerar precis som ett kylsystem i en bil. Vätskan cirkulerar i en sluten krets, avlägsnar värme från kortet och kyls i en radiator i kontakt med en fläkt eller vid rumstemperatur.

Tung koppar

De flesta kretskort tillverkas för tillämpningar med låg spänning eller låg effekt, men behovet av enheter med hög effekt ökar. Tungkoppartekniken är utformad för att öka strömledningsförmågan, temperaturtåligheten och minska produkternas storlek utan risk för fel. När traditionella kretskort har koppartjocklekar på ½ oz/ft2 till 3 oz/ft2, kan tung koppar ha koppartjocklekar på upp till 20 oz/ft2.

Utnyttja kontrollkuponger för exakt PCB-impedansreglering

Den typiska testkupongen är ett kretskort på cirka 200 x 30 mm med exakt samma spårkonstruktion som huvudkretskortet. Den har spår som är utformade för att ha samma bredd och ligga på samma lager som de kontrollerade spåren på huvudkretsen. Detta är det bästa sättet att säkerställa ett bra resultat. Testkupongen undviker ytterligare kontaktytor eller andra förändringar som kan påverka kretskortets impedans. I de fall där laminattjockleken är specificerad kommer tillverkaren att justera spårvidden för att uppnå impedansvärdet. Kupongen kommer att testas och kontrolleras med lämplig testutrustning. 

Frågor?

Det finns ett ICAPE Group-team nära dig och ditt företag. Våra affärsenheter runt om i världen är bemannade med lokala experter som kan svara på alla dina frågor. Kontakta oss idag!