銅箔面積與散熱的關(guān)系:實驗數(shù)據(jù)與優(yōu)化設(shè)計
一、銅箔面積與熱阻的關(guān)系
銅箔面積對熱阻的影響顯著。實驗表明,隨著銅箔面積的增大,熱阻逐漸降低,但當(dāng)銅箔面積增加到一定程度后,散熱效果的提升會變得不明顯。例如,在單層PCB中,銅箔面積從15.7mm2增加到1200mm2時,熱阻顯著降低,但在多層PCB中,靠近熱源的銅箔面積對散熱效果的影響更為顯著。
二、不同銅箔形狀的散熱效率對比
1. 平面銅箔
平面銅箔是最常見的散熱設(shè)計,其散熱效率取決于銅箔的面積和厚度。平面銅箔的熱阻較低,但散熱效率受限于其表面積。
2. 波浪形銅箔
波浪形銅箔通過增加表面積,顯著提高了散熱效率。實驗表明,波浪形銅箔的表面積可增加30%-50%,散熱效率顯著提高。
3. 褶皺形銅箔
褶皺形銅箔通過增加表面積和優(yōu)化熱傳導(dǎo)路徑,進(jìn)一步提高了散熱效率。這種設(shè)計在高功率器件中表現(xiàn)出色。
4. 散熱鰭片
散熱鰭片通過增加銅箔的表面積和優(yōu)化空氣流動,進(jìn)一步提高了散熱效率。在筆記本電腦等設(shè)備中,散熱鰭片的應(yīng)用顯著降低了熱阻。
三、優(yōu)化設(shè)計建議
1. 增加銅箔面積
在PCB設(shè)計中,盡量增大靠近熱源的銅箔面積,以有效降低熱阻。
2. 優(yōu)化銅箔形狀
采用波浪形、褶皺形或帶有散熱鰭片的銅箔設(shè)計,增加表面積,提高散熱效率。
3. 表面處理
對銅箔表面進(jìn)行粗糙化處理,增加散熱系數(shù),或涂覆散熱涂層(如石墨烯涂層),進(jìn)一步提升散熱效果。
4. 確保緊密貼合
在安裝銅箔散熱部件時,確保其與發(fā)熱源緊密貼合,使用導(dǎo)熱硅脂或?qū)崮z帶填充縫隙,降低接觸熱阻。
通過以上優(yōu)化設(shè)計,可以有效提高PCB的散熱性能,確保電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)
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