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电子产物开辟线路板散热设想基材挑选体例

日期:2018-05-26 / 人气: / 来历:dqjinhe.com

1.选材

PCB基材应按照焊接请求和印制板基材的耐热性,挑选耐热性好、CTE(Coefficients of Thermal Expansion,热收缩系数)较小或与元器件 CTE 相顺应的印制板基材,尽能够减小元器件与印制板基材之间的CTE绝对差。

基材的玻璃化改变温度(Tg)是权衡基材耐热性的首要参数之一,普通基材的 Tg 低,热收缩系数就大,出格是在 Z 标的目的(板的厚度标的目的)的收缩更加较着,轻易使镀覆孔破坏;基材的 Tg高,普通收缩系数小,耐热性绝对较好,可是 Tg太高基材会变脆,机器加工性降落。故选材时要统筹基材的综合机能。

印制板的导线因为经由进程电流会引发温升,故加上划定环境温度值后温度应不跨越125℃,125℃是经常使用的典范值,按照选用的板材能够差别。因为元器件装置在印制板上也收回一局部热量,影响任务温度,故挑选材料和印制板设想时招斟酌到这些身分,即热门温度应不跨越 125℃,尽能够挑选更厚一点的覆铜箔。

跟着开关电源等电子功率产物的小型化,外表贴片元器件普遍利用到这些产物中,这时候散热片难于装置到一些功率器件上。在这类环境下可挑选铝基、陶瓷基等热阻小的板材。能够挑选铝基覆铜板、铁基覆铜板等金属PCB作为功率器件的载体,因为金属 PCB 的散热性远好过传统的PCB,且能够贴装SMD元器件。也能够接纳一种铜芯PCB,该基板的中心层是铜板,绝缘层接纳的是高导热的环氧玻纤布黏结片或高导热的环氧树脂,能够双面贴装SMD 元器件。大功率 SMD 元器件能够将 SMD 本身的散热片间接焊接在金属 PCB 上,操纵金属PCB中的金属板来散热。

另有一种铝基板,在铝基板与铜箔层间的绝缘层接纳的是高导热性的导热胶,其导热性要大大优于环氧玻纤布黏结片或高导热的环氧树脂,且导热胶厚度可按照须要来设置。

热收缩对PCB的影响

2.CTE(热收缩系数)的婚配

在停止PCB设想时,特别是停止外表装置用PCB的设想时,起首招斟酌材料的CTE婚配题目。IC封装的基板有刚性无机封装基板、挠性无机封装基板、陶瓷封装基板3类。接纳模塑手艺、模压陶瓷手艺、层压陶瓷手艺和层压塑料4种体例停止封装的IC,PCB基板用的材料首要有低温环氧树脂、BT树脂、聚酞亚胺、陶瓷和难熔玻璃等。因为IC封装基板用的这些材料耐温较高,X、Y标的目的的热收缩系数较低,故在挑选印制板材料时应领会元器件的封装情势和基板的材料,并斟酌元器件焊接时工艺进程温度的变更规模,挑选热收缩系数与之相婚配的基材,以下降由材料的热收缩系数差别引发的热应力。

接纳陶瓷基板封装的元器件的 CTE 典范值为 5~7×10−6/℃,无引线陶瓷芯片载体LCCC 的 CTE 规模是 3.5~7.8×10−6/℃,有的器件基板材料接纳与某些印制板基材不异的材料,如 PI、BT 和耐热环氧树脂等。差别材料的 CTE 值以下表。在挑选印制板的基材时应尽能够斟酌使基材的热收缩系数靠近于器件基板材料的热收缩系数。

差别PCB线路板基材的CTE(热收缩系数)值
材料 CTE规模(×10−6/℃)
散热片用铝板 20~24
17~18.3
环氧E玻璃布 13~15
BT树脂—E玻璃布 12~14
聚酰亚胺—E玻璃布 12~14
氰酸酯—E玻璃布 11~13
氰酸酯—S玻璃布 8~10
聚酰亚胺E玻璃布及铜—因瓦—铜 7~11
非纺织芳酰胺/聚酰亚胺 7~8
非纺织芳酰胺/环氧 7~8
聚酰亚胺石英 6~10
氰酸酯石英 6~9
环氧芳酰胺布 5.7~6.3
BT—芳酰胺布 5.0~6.0
聚酰亚胺芳酰胺布 5.0~6.0
铜—因瓦—铜12.5/75/12.5 3.8~5.5

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作者:电子产物设想


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