PCB Teras Logam: Penyelesaian Ideal untuk Isu Terma dalam PCB dan PCBA

Peningkatan spesifikasi produk elektronik membawa kepada aplikasi meluas litar bersepadu skala besar (IC) danPemasangan Teknologi Pelekap Permukaan (SMT)dalam perkhidmatan pembuatan elektronik moden. Selain itu, litar telah bergerak ke arah peminiaturan, ringan, pelbagai fungsi, prestasi tinggi, kelajuan tinggi dan kebolehpercayaan tinggi. Pengembangan berterusan ketumpatan komponen menyebabkan peningkatan beransur-ansur ketumpatan aliran haba. Berkenaan dengan peranti semikonduktor, suhu yang terlalu tinggi berkemungkinan membawa kepada perubahan pada prestasi elektrik. Setiap kali T_j(suhu persimpangan) meningkat sekali ganda, kerosakan terma yang serius akan berlaku. Jika masalah terma gagal diselesaikan dengan sewajarnya, spesifikasi komponen pasti akan menjadi tidak stabil, sekali gus mengurangkan kestabilan dan kebolehpercayaan produk, menjadikan misi produk tersebut tergantung tanpa kepastian. Kesimpulannya, masalah terma pada Papan Litar Bercetak (PCB) begitu ketara sehingga perhatian yang khusus mesti diberikan kepadanya demi prestasi tinggi produk elektronik.

Sehingga kini, kaedah pelesapan haba yang digunakan oleh litar berteknologi tinggi hampir tidak dapat memenuhi keperluan pelesapan haba yang ditetapkan oleh litar generasi kemudian, justeru memerlukan satu jenis penyelesaian haba yang baharu. Berdasarkan perbincangan tentang beberapa kaedah pelesapan haba yang lazim digunakan dalam produk elektronik,PCB Teras Logam (MCPCB)diperkenalkan sebagai penyelesaian kepada isu terma dalam litar termaju.

Kaedah Pelesapan Haba Tradisional

Haba yang dijana oleh litar terutamanya berpunca daripada haba komponen, haba papan PCB dan haba akibat pengaliran dari luar, di mana haba komponen menyumbang bahagian terbesar. Oleh itu, isu pelesapan haba komponen mendapat perhatian paling besar semasa susun atur komponen dan reka bentuk PCB. Rintangan terma memainkan peranan penting dalam reka bentuk terma dan tujuan reka bentuk terma adalah untuk mengurangkan rintangan terma pada laluan pengaliran haba supaya haba dapat dipindahkan dengan cepat ke pelesap haba seperti radiator. Secara keseluruhan, rintangan terma antara komponen elektronik dan pelesap haba boleh diklasifikasikan kepada peringkat peranti, peringkat pemasangan dan peringkat sistem. Rintangan terma peringkat peranti juga dipanggil rintangan dalaman manakala rintangan peringkat pemasangan dipanggil rintangan luaran dan rintangan peringkat sistem dipanggil rintangan akhir. Hubungan antara rintangan dalaman dan luaran dan T_jbilangan komponen adalah bersamaan dengan yang antara komponen T_jdan rintangan terma, mematuhi formula berikut:

T_j=P_dx (R_jc+R_cs+R_sa)+T₀

Dalam formula ini, T_jmerujuk kepada suhu persambungan komponen; P_dmerujuk kepada kuasa peranti; R_jc, R_csdan R_samasing-masing merujuk kepada rintangan terma dari persambungan ke bekas, bekas ke sink haba dan sink haba ke peralatan lengkap. T₀merujuk kepada suhu awal dan R_jcial and Rconv._csdan R_sa.

Mod pemasangan peranti memainkan peranan penting dalam pelesapan haba dan jenis mod pemasangan yang berbeza memerlukan kaedah pelesapan haba yang berbeza.

• Struktur Platform Cembung

Apabila cangkerang komponen bersentuhan secara langsung dengan papan litar dan dipasang pada bahagian hadapan, pelantar cembung pada plat penutup hendaklah digunakan untuk pelesapan haba. Pelesapan haba pelantar cembung merujuk kepada proses di mana satu pelantar cembung untuk pelesapan haba ditambah pada plat penutup yang sepadan mengikut kedudukan pelesap haba dalam litar, dengan menggunakan alas penebat berkonduktiviti terma untuk bersentuhan dengan pelantar cembung tersebut.

Mod pelesapan haba ini memerlukan kerjasama antara reka bentuk struktur dan papan PCB. Bilangan, kedudukan, ketinggian, keluasan platform cembung dan ketebalan alas terma-konduktif semuanya berkait rapat dengan prestasi papan litar. Selain itu, sisihan pemasangan juga perlu diambil kira. Oleh itu, mod ini membawa banyak kesukaran kepada reka bentuk PCB, pembuatan PCB dan pemasangan PCB (PCBA).

• Pita Pengalir Haba

Jika pin komponen disolder terus pada papan PCB tanpa sarung komponen bersentuhan secara langsung dengan papan litar, pita terma konduktif boleh digunakan untuk pelesapan haba. Pita terma konduktif biasanya diperbuat daripada kuprum, dan mempunyai dua jenis pemasangan. Satu ialah memasang pita terma konduktif pada bahagian atas komponen dengan hujung yang satu lagi disambungkan kepada sink haba. Satu lagi ialah memasang komponen pada papan litar melalui pita terma konduktif dengan hujung yang satu lagi disambungkan kepada sink haba. Mod pelesapan haba yang kedua ini terutamanya dilaksanakan melalui bahagian bawah. Alas penebat terma konduktif berpelekat boleh digunakan di antara komponen dan pita terma konduktif.

Mod ini memerlukan pemasangan struktur antara komponen dan pita pengalir haba yang kedua-duanya perlu mengekalkan sentuhan yang baik dengan alas pengalir haba dan komponen serta tidak boleh mengenakan tekanan yang terlalu besar pada pin komponen. Untuk menetapkan pita pengalir haba, lubang penentu tetap perlu dibuat pada papan litar supaya pengesanan dan susun atur PCB akan terjejas teruk. Oleh itu, mod ini tidak sesuai untukPCB berketumpatan tinggi.

Selain itu, pin komponen akan terjejas apabila pita pengalir haba bergetar, yang perlu dipertimbangkan dengan teliti.

• Termotiub

Thermotube memanfaatkan penyejukan penyejatan dengan perbezaan suhu yang sangat besar di kedua-dua hujung thermotube supaya haba boleh dipindahkan dengan cepat. Secara umumnya, thermotube terdiri daripada selongsong tiub, sumbu dan penutup hujung. Bahagian dalam thermotube berada dalam keadaan tekanan negatif dengan sedikit cecair takat didih rendah diisi di dalamnya. Selain itu, jenis cecair ini mudah meruap. Teras penyerapan cecair terdapat pada dinding tiub, diperbuat daripada bahan kapilari. Satu hujung thermotube adalah untuk penyejatan manakala satu lagi untuk pemeluwapan. Apabila bahagian penyejatan thermotube dipanaskan, cecair dalam kapilari akan tersejat serta-merta dan wap mengalir ke bahagian lain di bawah tekanan mikro dengan haba dijana dan terkondensasi semula menjadi cecair yang akan mengalir balik ke bahagian penyejatan thermotube di bawah tekanan kapilari.

Walaupun termotiub mempunyai keupayaan pelesapan haba yang sangat tinggi, ia masih belum cukup matang untuk diterima pakai bagi komponen kecil. Oleh itu, termotiub masih mempunyai jalan yang panjang untuk ditempuh dalam pelesapan haba papan PCB.

MCPCB untuk Pelesapan Haba yang Lebih Baik

• Pengenalan MCPCB

Seiring dengan pembangunan dan pengoptimuman berterusan dalam sains bahan dan teknologi pemprosesan, MCPCB telah digunakan secara meluas di Amerika Syarikat dan Jepun. Di bawah persekitaran aplikasi luaran yang setara, MCPCB menunjukkan prestasi yang lebih cemerlang daripada mana-mana jenis papan PCB lain dalam pelesapan haba, mewakili tahap tinggi pemasangan elektronik berkuasa tinggi di seluruh dunia.

MCPCB memanfaatkan logam berkonduktiviti terma, contohnya kuprum, pada sesetengah lapisan PCB berbilang lapisan. MCPCB menghilangkan haba secara luaran melalui teras logam atau melaksanakan pelesapan haba yang pantas dengan disambungkan kepada sink haba luaran. Apabila melibatkan litar berketumpatan tinggi, papan PCB yang serasi dengan pemasangan SMT atau litar dengan begitu banyak komponen lubang tembus yang dipasang, MCPCB berkonduktiviti terma tinggi mesti dipilih. Teras logam dengan pelesapan haba yang baik terlebih dahulu dibenamkan ke dalam PCB berbilang lapisan yang lapisannya boleh disambungkan melalui lubang tembus bersalut yang boleh mengalirkan haba pada teras logam dan permukaannya. Struktur MCPCB boleh ditunjukkan dalam rajah berikut.

• Kelebihan MCPCB

Berbanding dengan mod pelesapan haba tradisional, MCPCB mempunyai kelebihan yang tiada tandingan dalam pelesapan haba. MCPCB boleh meningkatkan ketumpatan kuasa produk dan mengurangkan keperluan untuk memasang radiator serta perkakasan lain. Selain itu, volum produk boleh dikecilkan dengan penurunan kos perkakasan dan pemasangan. Akhir sekali, MCPCB memainkan peranan aktif dalam meningkatkan kebolehpercayaan produk dan menghalang gelombang elektromagnet dengan mengurangkan gangguan elektromagnet.

Disebabkan ketumpatan kuprum yang tinggi, MCPCB mempunyai kualiti yang jelas lebih baik berbanding mana-mana jenis PCB yang lain. Namun begitu, penggunaan MCPCB tidak akan menyebabkan berat yang lebih tinggi kerana penggunaan radiator dan aksesori yang biasanya dipasang pada jenis PCB lain adalah lebih sedikit. Dua petua berkaitan MCPCB boleh dijadikan panduan ketika membuat keputusan mengenai MCPCB:
Petua #1: Ketebalan teras kuprum yang sesuai hendaklah dipilih;
Petua #2: PCB teras aluminium juga boleh dipilih.

Hubungi PCBCart untuk Keperluan Pengeluaran MCPCB Anda!

PCBCart mempunyai semua keupayaan untuk mengeluarkan PCB teras logam reka bentuk tersuai termasuk PCB berasaskan aluminium, PCB LED dan lain-lain. Mengapa tidak meminta sebut harga MCPCB PERCUMA daripada kami? Anda akan kagum dengan caj kami untuk pengeluaran MCPCB berkualiti tinggi.

Meminta Harga Fabrikasi MCPCB

Sumber yang Berguna
•Pengenalan Komprehensif tentang PCB Aluminium
•Perkhidmatan Fabrikasi PCB Aluminium Termaju
•PCB Berlapik Aluminium: Penyelesaian untuk Aplikasi Kuasa Tinggi dan Toleransi Ketat
•Perkhidmatan Pembuatan PCB LED
•Kelebihan Perkhidmatan Pembuatan PCB Ciri Penuh PCBCart