باز کردن تکنولوژی خنک کننده پی سی بی: چگونه راه حل های پیشرفته حرارتی از بیش از حد گرم شدن تراشه ها جلوگیری می کند

تصاویر معتبر مشتری

مطالب

• غذای اصلی
• نقش مهم مدیریت حرارتی PCB
• PCB های هسته فلزی: محلول Go-To برای اتلاف گرمای LED
• VIA های حرارتی: دودکش های مینیاتوری برای انتقال سریع حرارت
• بلوک های مس تعبیه شده: شگفتی های خنک کننده PCB GPU با سطح بالا
• تجزیه و تحلیل مقایسه ای از راه حل های حرارتی PCB
• برنامه های کاربردی در دنیای واقعی و مطالعات موردی
• نکاتی برای بهینه سازی اتلاف گرمای PCB
• پرسش

باز کردن فناوری خنک کننده PCB: چگونه راه حل های حرارتی پیشرفته تراشه ها را از گرمای بیش از حد باز می دارد

در دنیای پرشور الکترونیک مدرن ، گرمای بیش از حد عامل اصلی خرابی مؤلفه است. تابلوهای مدار چاپی (PCB) فراتر از اتصال ساده تکامل یافته اند ، که اکنون به عنوان سیستم عامل های مهم مدیریت حرارتی خدمت می کنند. از بسترهای هسته فلزی گرفته تا بلوک های مس تعبیه شده ، فن آوری های پیشرفته خنک کننده باعث انقلابی در نحوه از بین رفتن PCB ها از گرما از تراشه های گرسنه می شوند. این شیرجه عمیق به بررسی "جادوی سیاه" در پشت راه حل های حرارتی PCB و تأثیر آنها بر قابلیت اطمینان دستگاه می پردازد.

غذای اصلی
1. PCB های هسته ای (به عنوان مثال ، بسترهای آلومینیومی) در نورپردازی LED برتری دارند و 300 ٪ گرمای بیشتر از تابلوهای سنتی FR-4 را از بین می برند.
2. VIA های Thermal به عنوان "دودکش میکروسکوپی" عمل می کنند ، و گرما را از اجزای غرق شده از طریق سوراخ های با روکش مس هدایت می کنند.
بلوک های مس 3. در PCB های GPU دمای کانون را با 25-35 درجه سانتیگراد کاهش می دهد ، برای بازی و سخت افزار هوش مصنوعی بسیار مهم است.

نقش مهم مدیریت حرارتی PCB
از آنجا که تراشه هایی مانند GPU و CPU قدرت بیشتری مصرف می کنند (رسیدن به 200+ وات) ، PCB ها باید:

1. گرمازدگی را به طور موثر: انرژی حرارتی را به دور از اجزای لازم برای جلوگیری از فشار حرارتی حرکت دهید.
2. توزیع گرما به طور یکنواخت: از نقاط مهم که می توانند اتصالات لحیم کاری را تخریب کرده و طول عمر مؤلفه را کاهش دهند ، خودداری کنید.
3. طرح های جمع و جور قابل قبول: خنک کننده را بدون افزایش اندازه PCB ادغام کنید ، برای تلفن های هوشمند و پوشیدنی بسیار حیاتی است.

PCB های هسته فلزی: محلول Go-To برای اتلاف گرمای LED
چگونه بسترهای فلزی کار می کنند

1.Consuction: PCB های هسته فلزی (MCPCBS) FR-4 سنتی را با پایه های آلومینیوم یا مس جایگزین می کنند ، که اغلب با یک دی الکتریک حرارتی لایه بندی می شوند.
مکانیسم انتقال گرم: فلزات 10-20 برابر سریعتر از FR-4 را انجام می دهند و به LED ها اجازه می دهند در دماهای پایین تر کار کنند و طولانی تر شوند.

برنامه های روشنایی LED

1. LED های قدرتمند: در چراغهای جلو اتومبیل و روشنایی صنعتی ، MCPCB ها با نگه داشتن دمای اتصال زیر 85 درجه سانتیگراد ، راندمان LED را حفظ می کنند.
ادغام سینک سینک: پایه فلزی به عنوان یک سینک گرمای داخلی عمل می کند و نیاز به اجزای خنک کننده خارجی را از بین می برد.

VIA های حرارتی: دودکش های مینیاتوری برای انتقال سریع حرارت
طراحی و عملکرد ویاس حرارتی

1.Structure: اینها سوراخ های اندود شده با مس یا لحیم کاری هستند و اجزای داغ را به هواپیماهای داخلی/برق داخلی وصل می کنند.
2. بهینه سازی مسیر THERMAL: با ایجاد کانال های حرارتی عمودی ، VIA های حرارتی مقاومت حرارتی را 40-60 ٪ در مقایسه با طرح های ردیابی کاهش می دهند.

اجرای بهترین روشها

چگالی 1.VIA: VIA های حرارتی خوشه ای در زیر اجزای با قدرت بالا (به عنوان مثال ، تنظیم کننده های ولتاژ) برای تشکیل "آرایه های VIAS حرارتی".
2. مواد پر کردن: خمیر پر از نقره یا مس آبکاری ، هدایت حرارتی را در VIA افزایش می دهد.

بلوک های مس تعبیه شده: شگفتی های خنک کننده PCB GPU با سطح بالا

چرا بلوک های مس در GPU اهمیت دارند

1. HEAT گسترش: بلوک های عظیم مس (تا 1 میلی متر ضخامت) تعبیه شده در لایه های PCB به عنوان پخش کننده حرارتی برای GPU در حال تولید 300+ وات عمل می کنند.
2. کاهش مقاومت THERMAL: با پیوند مستقیم به هواپیماهای برق ، بلوک های مس مقاومت حرارتی را از 15 درجه سانتیگراد/W تا <5 درجه سانتیگراد/W پایین می آورند.

طراحی نوآوری در سخت افزار بازی

1. ادغام لایه لایه ای: بلوک های مس PCB های GPU با سطح بالا در چندین لایه پشته ، ایجاد مسیرهای حرارتی سه بعدی.
2. مواد تغییر فاز: برخی از طرح ها بلوک های مس را با PCM برای جذب سنبله های گرمای گذرا در طول قله های بار بازی جذب می کنند.

تجزیه و تحلیل مقایسه ای از راه حل های حرارتی PCB

برنامه های کاربردی در دنیای واقعی و مطالعات موردی

1. روشنایی خیابان: یک مقاوم سازی در سطح شهر با استفاده از PCB های هسته آلومینیومی ، میزان شکست LED را 80 ٪ کاهش می دهد و عمر فیکسچر را از 3 تا 10 سال افزایش می دهد.
عملکرد GPU 2.Gaming: یک تولید کننده پیشرو در کارت گرافیک ، 12 ٪ سرعت ساعت بالاتر و 15 ٪ سر و صدای فن پایین تر را پس از ادغام بلوک های مس تعبیه شده گزارش داد.

نکاتی برای بهینه سازی اتلاف گرمای PCB
1. برنامه ریزی stackup Layer: هواپیماهای قدرت/زمین را مجاور لایه های سیگنال برای ایجاد مسیرهای حرارتی طبیعی قرار دهید.
2. ابزارهای شبیه سازی THERMAL: از ANSYS یا FLOTHERM برای مدل سازی جریان گرما استفاده کنید و خطرات کانون را در اوایل طراحی شناسایی کنید.

پرسش
آیا می توان از VIA های حرارتی در PCB های انعطاف پذیر استفاده کرد؟
بله ، اما با محدودیت. PCB های انعطاف پذیر برای حفظ عملکرد حرارتی از VIA های اندود با مواد انعطاف پذیر مانند پلی آمید استفاده می کنند.

بلوک مس تعبیه شده چقدر ضخیم است؟
به طور معمول بسته به اتلاف قدرت ، 0.5-1.5 میلی متر. GPU های سطح بالا ممکن است از بلوک های 2 میلی متر برای بارهای شدید گرمای استفاده کنند.

آیا PCB هسته آلومینیوم برای برنامه های با فرکانس بالا مناسب است؟
بله ، اما دی الکتریک حرارتی کم DK (DK <3.0) را برای تعادل عملکرد حرارتی و الکتریکی انتخاب کنید.

از آنجا که الکترونیک همچنان به فشار چگالی قدرت ادامه می یابد ، مدیریت حرارتی PCB از یک پس از آن به یک ستون طراحی بحرانی تبدیل شده است. مهندسان با استفاده از بسترهای هسته فلزی ، VIA های حرارتی و بلوک های مس تعبیه شده ، می توانند در ضمن اطمینان از قابلیت اطمینان طولانی مدت ، پتانسیل کامل تراشه های با کارایی بالا را باز کنند. آینده خنک کننده PCB در ادغام این فناوری ها با بهینه سازی حرارتی AI محور است-تراشه های نگهدارنده "خنک" تحت فشار.