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技術(shù)分享

如何解決電子元件的散熱難題？

發(fā)布時(shí)間：2023-07-26 00:00:00 瀏覽：909次

還在為電子元器件的散熱問題而煩惱？本文分享各類熱管理方案，并帶來有效的高導(dǎo)熱PCB材料，幫您解決散熱難題！

隨著集成技術(shù)和微電子封裝技術(shù)的發(fā)展，電子元器件的總功率密度不斷增長(zhǎng)，而電子元器件和電子設(shè)備的物理尺寸卻逐漸趨向于小型、微型化，所產(chǎn)生的熱量迅速積累，導(dǎo)致集成器件周圍的熱流密度也在增加，所以，高溫環(huán)境必將會(huì)影響到電子元器件和設(shè)備的性能，這就需要更加高效的熱控制方案。因此，電子元器件的散熱問題已演變成為當(dāng)前電子元器件和電子設(shè)備制造的一大焦點(diǎn)。

針對(duì)該情況，工程師們想出了一些熱管理策略：例如通過增加PCB導(dǎo)熱系數(shù)（高TC）來提升散熱能力；側(cè)重于讓材料和器件能夠經(jīng)受更高操作溫度（高TD裂解溫度）的耐熱策略；需要了解操作環(huán)境和材料對(duì)熱循環(huán)經(jīng)受程度（低CTE）的適應(yīng)熱方式。另外一種策略則是使用更高效率、低功率或者更低損耗的材料，從而減少熱量的產(chǎn)生。

一般散熱途徑包括三種，分別是：導(dǎo)熱、對(duì)流以及輻射換熱。所以常用的熱管理方法有以下幾種：在設(shè)計(jì)線路板時(shí)，特意加大散熱銅箔厚度或用大面積電源、地銅箔；使用更多的導(dǎo)熱孔；采用金屬散熱，包括散熱板，局部嵌銅塊。又或者在組裝時(shí)，給大功率器件加上散熱器，整機(jī)則加上風(fēng)扇；要么使用導(dǎo)熱膠，導(dǎo)熱脂等導(dǎo)熱介質(zhì)材料；要么采用熱管散熱，蒸汽腔散熱器，高效散熱器等。

2016年上線的世強(qiáng)智能硬件創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)，云集了電子元器件有關(guān)散熱問題的完整解決方案，解決企業(yè)工程師在創(chuàng)新時(shí)的痛點(diǎn)，打通創(chuàng)新的服務(wù)鏈。更多有關(guān)散熱問題的新技術(shù)新方案可以在世強(qiáng)元件電商APP上搜索下載。

圖1：世強(qiáng)電子設(shè)計(jì)中的熱管理方案

目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種新的熱解決方案：倡導(dǎo)在進(jìn)行線路板設(shè)計(jì)時(shí)，就選用高裂解溫度（TD）、高導(dǎo)熱系數(shù)（TC）的板材。例如世強(qiáng)目前代理的ROGERS 的92ML系列層壓板。作為高頻電路材料全球領(lǐng)導(dǎo)者，Rogers高導(dǎo)熱PCB材料92 ML系列具有多個(gè)優(yōu)異特性，其中最值得一提的是：92ML的導(dǎo)熱系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)FR-4（環(huán)氧樹脂）的4到8倍！

高導(dǎo)熱PCB材料92 ML的特性如下：

導(dǎo)熱系數(shù)(Z軸)為 2W/M.K(ASTM E1461)

玻璃態(tài)轉(zhuǎn)換溫度 Tg：160 ℃

熱裂解溫度 Td：400℃ （5%）

Z軸熱膨脹系數(shù)（50-260℃）：1.8%

UL 最大操作溫度：150℃

相同介質(zhì)厚度耐壓絕對(duì)值更高，穩(wěn)定性好，適合大功率及耐壓要求高的設(shè)計(jì)

無鹵