了解PCB的导热系数
关键的外卖
PCB的热特性对组件的工作结温度至关重要。
为了预测到PCB的热传递，PCB被建模为具有两个有效导热系数的单个单元:有效平行导热系数和有效法向导热系数。
PCB的有效平行热导率和法向热导率取决于PCB的总厚度以及铜层和玻璃环氧层的厚度。
随着电子元件功率密度的增加，它们的工作结温度超过了极限，将更多的热能耗散到封装、PCB和外壳上。电子元件散发的热量的一小部分通过导线和外壳转移到PCB上，这一比例随着功率密度的增加而增加。的PCB的热导率是影响线路板中热功率损耗消散的重要因素。通过适当的设计和包装、PCB和外壳的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热管理和pcb的热导率。
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接点到外壳和外壳到环境，从而促进热传递。当指定感兴趣的电子元件的散热器时，通过PCB的热能耗散变得重要。PCB的热特性对组件的工作结温度至关重要。的热导性质随着高功率密度和高速电子电路设计的普及，pcb的设计变得更加关键。
pcb的热导率
多氯联苯是由铜箔和玻璃增强聚合物组成的层状结构，通过电连接组件，并使用衬垫、导电迹线和通孔进行机械支撑。导热系数高的铜箔夹在导热系数低的环氧玻璃层之间。铜形成了PCB中的导电电路，而玻璃环氧层是不导电的基板。
导电材料
最常用的导电材料是铜。其他选择包括铝，铬和镍。最常用的非导电基板是FR-4层压板。铜的导热系数约为400 W/m/K, FR-4的导热系数约为0.2 W/m/K。铜充当热导体，层压板充当隔热体。铜和FR-4的热导率有很大的差别，这就造成了有效导热系数PCB的各向异性。
多氯联苯的有效平行和正常热导率
建立PCB内部的传热模型是很重要的，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。为了预测到PCB的热传递，PCB被建模为具有两个单元的单个单元有效热导率。假设通过PCB复合层的一维热传导，忽略铜层和玻璃环氧层之间的热恒定电阻，得到的有效导热系数为:
- 有效平行热导率: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法向热导率取决于PCB的总厚度以及铜层和玻璃环氧层的厚度。PCB的热导率对信号层中铜的含量非常敏感。同样，有效热导率随内部铜层的存在及其与顶部铜层的距离而变化。
让我们看一个具体的例子:一个顶层有铜的PCB。最上面一层的铜能使热量大面积扩散。它提供了一个低阻力的路径，防止散热进入PCB板。顶部有铜和没有铜的pcb的有效平行和正常热导率值不同，从而使两种情况下pcb的有效总热导率不同。
可以得出结论，层的放置，组件的尺寸和操作条件对PCB的有效导热系数有显著的影响，使其成为PCB设计中的一个关键因素。在设计过程中，电路设计工程师必须将导热系数作为决定电路板散热方式的关键因素。
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