Płytki z miedzianym insertem – efektywne i niezawodne zarządzanie ciepłem

Wraz z galopującym tempem rozwoju technologii, na poziomie projektu płytki PCB oraz montażu wciąż nabiera znaczenia zarządzanie odprowadzaniem ciepła. Niezależnie od tego, czy jest to aplikacja LED o wysokiej jasności, transmiter dużej mocy czy wysokonapięciowy moduł zasilający, wzrastają potrzeby związane z transferem ciepła oraz chłodzeniem. 

Generalnym celem zarządzania energią cieplną na poziomie płytki PCB oraz montażu jest jego odprowadzenie z elementu wytwarzającego temperaturę do zewnętrznego radiatora celem jego rozproszenia. Lepszy transfer ciepła oznacza zwykle dłuższy oczekiwany czas pomiędzy awariami (MTBF) i to właśnie ten parametr znajduje się w centrum uwagi podczas formułowania specyfikacji produktu.

Technologia MCPCB

Najprostszym sposobem polepszenia zarządzania energią cieplną jest zmiana substratu ze standardowo stosowanego w konstrukcjach wielowarstwowych FR4, na substrat wykorzystujący przewodzący ciepło dielektryczny materiał, zespolony z trwałym materiałem bazowym, tworzącym metalowy rdzeń (MCPCB). Zmiana ta znacząco polepsza właściwości cieplne PCB. MCPCB wykorzystuje przewodzące ciepło inserty, łączące miedziane ścieżki i odprowadzające ciepło do metalowego rdzenia, na bezpieczną odległość od komponentów. MCPCB może przybrać postać  jednowarstwowej konstrukcji na metalowym rdzeniu lub jako płytka wielowarstwowa, znajdująca się powyżej i poniżej metalowej bazy.

Na poniższym rysunku przedstawiono dwuwarstwową płytkę MCPCB, demonstrującą sposób transferu ciepła od komponentów zamontowanych na powierzchni, przez wbudowane drogi cieplne do metalowego rdzenia. Rozwiązanie to oferuje maksymalną przewodność cieplną do 12 W/mK. W przypadku konieczności zapewniania wyższego transferu ciepła, rekomenduje się stosowanie alternatywnych technologii, miedzianych insertów w kształcie podstawek czy monet.  

© NCAB