1. Qual é a condutividade térmica efetiva de uma PCB?
A "condutividade térmica efetiva" representa a capacidade de um material de conduzir calor. Quando falamos sobre a condutividade térmica efetiva de um PCB, estamos falando sobre a capacidade do PCB de transferir o calor gerado pelo dispositivo para a área circundante. A condutividade térmica efetiva é expressa em Keff e medida em W/mK.
No projeto de PCB, a condutividade térmica efetiva é um parâmetro importante usado na modelagem e análise térmica para ajudar os engenheiros a prever a condutividade térmica de um PCB cheio de dispositivos com base em suposições e modelos específicos. Como o tamanho dos módulos eletrônicos continua diminuindo, os projetistas devem prestar atenção à condutividade térmica efetiva. 2.
2. Fatores que afetam a condutividade térmica efetiva de uma PCB
Um PCB contém materiais condutores, isoladores e dispositivos montados, e cada material usado em um PCB tem uma condutividade térmica diferente. As diferentes condutividades térmicas são levadas em consideração ao derivar a condutividade térmica efetiva de um PCB.
Vários estudos foram realizados na indústria para analisar a condutividade térmica de PCBs. Diferentes estudos usaram diferentes tipos de modelos e suposições. Para o projetista, a condutividade térmica efetiva de uma PCB depende de vários fatores.
Tamanho do dispositivo
À medida que os dispositivos se tornam menores, a capacidade de dissipar o calor diminui naturalmente. Por exemplo, um MOSFET em um pacote SOT-23 terá uma área de espaçador termicamente condutora menor do que um MOSFET em um pacote TO-220. Portanto, o tamanho do dispositivo montado no PCB afetará sua capacidade de dissipar o calor.
Vias térmicas
As vias térmicas são orifícios colocados intencionalmente para dissipar o calor do dispositivo. Isso é semelhante a dar ao vapor quente mais oportunidades de escapar do mingau, em vez de prendê-lo em um recipiente. Portanto, quanto mais vias térmicas houver em uma área, maior será a condutividade térmica efetiva do PCB.
A densidade das vias térmicas afeta a condutividade térmica efetiva de uma PCB.
Camadas internas
A presença de uma camada interna de cobre também altera a velocidade e a direção da dissipação de calor. A condutividade térmica do cobre é de 355 W/mK em comparação com 0,25 mK para FR-4. Se houver várias camadas internas de cobre, a condutividade térmica efetiva do PCB diminui. Obviamente, as vias térmicas ajudam a transferir o calor para as camadas internas com mais eficiência.
geometria de alinhamento
Se o alinhamento do cobre for contínuo de ponta a ponta, a condutividade térmica efetiva do PCB será alta. Porém, se o alinhamento for interrompido, a condutividade térmica efetiva pode cair, o que ocorre em placas de circuito impresso reais. 3.
3. A condutividade térmica efetiva é útil para modelagem térmica precisa de PCBs?
A condutividade térmica efetiva é fácil de calcular e, portanto, é a escolha preferida para análise. Este parâmetro geralmente é baseado em um modelo de PCB homogêneo. No entanto, PCBs raramente são homogêneos, especialmente PCBs multicamadas, onde o arranjo de dispositivos, alinhamentos, superfícies de cobre, vias e pads podem ser diferentes em cada camada.
Portanto, a derivação da condutividade térmica efetiva a partir de modelos convencionais está sujeita a erros. Para estimar a condutividade térmica efetiva com mais precisão, cada camada do PCB precisa ser analisada em profundidade. A superfície é então analisada pixel a pixel para uma melhor previsão.
A precisão da condutividade térmica efetiva de um PCB depende da modelagem e, independentemente da técnica utilizada, a precisão da modelagem depende da ferramenta de software utilizada.
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