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  • Hemeixin Electronics Co.,Ltd.

  •  [Guangdong,China]
  • Tipo de Negocio:Fabricante
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Hemeixin Electronics Co.,Ltd.

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PCB térmicamente conductivo

Los substratos de PCB diseñados para la administración térmica han existido por varios años, tradicionalmente dando servicio a aplicaciones relacionadas con la energía; sin embargo, ahora hay muchos más proveedores y sustratos emergentes para satisfacer la creciente demanda de productos de iluminación LED. El paquete de LED emite luz hacia adelante y cualquier exceso de calor está diseñado para disiparse de la base del componente, generalmente a través de una almohadilla térmica a medida oa través de las almohadillas de ánodo o cátodo. Al igual que otros componentes electrónicos, la tasa de falla de un LED se duplica con cada aumento de 10 ° C en la temperatura de unión. Por lo tanto, basándonos en el hecho de que la fiabilidad y la longevidad son requisitos clave para la aceptación exitosa de la iluminación LED, una buena gestión térmica es un elemento esencial en este crecimiento.

PCB de núcleo metálicoPCB de núcleo metálico

Una amplia gama de LED disponibles somete diversas demandas térmicas al sustrato de PCB. Las aplicaciones de bajo voltaje (0.25W LED) y de baja densidad son típicamente tratadas usando PCB FR-4 o CEM estándar, de un solo lado, donde todo el calor se debe disipar en la superficie y el rendimiento térmico se mejora al usar grandes tierras de cobre (para la propagación del calor) y mayores pesos de cobre cuando sea necesario. Los materiales FR-4 / CEM son aislantes térmicos muy buenos y obtienen muy poco o ningún beneficio de un disipador de calor secundario y la temperatura de funcionamiento está directamente influenciada por la temperatura ambiente y, aunque esto limita el uso de esta tecnología, todavía representa un parte significativa del mercado de LED. Cabe señalar que hay algunos nuevos laminados de estilo FR-4 / CEM que se han desarrollado con una conductividad térmica más alta, lo que permite que los LED se beneficien del hundimiento térmico secundario.

Para aplicaciones de densidad media (LED de 1.0W), donde los requisitos térmicos están más allá de la capacidad de una PCB estándar de una sola cara, el siguiente nivel de rendimiento térmico proviene de las PCB FR-4 PTH que utilizan vías térmicas para mejorar el calor disipación. El calor generado por el LED se extiende a través de la almohadilla y luego a través de los orificios a través de una perforación a una gran área de cobre en el otro lado de la placa, este calor puede luego disiparse en un disipador de calor secundario. Los orificios alrededor de las almohadillas LED limitan la densidad del LED potencial y, según nuestra experiencia, encontramos que los orificios situados a más de 5 mm del LED tienen un efecto mucho menor sobre la temperatura de la unión. Obviamente, el uso de la tecnología via-in-pad permitirá densidades de empaquetamiento de LED más altas, pero esto crea otros problemas de ensamblaje (y si esto implica el uso de relleno de orificios, cualquier costo-ahorro para usar FR-4 se verá erosionado); sin embargo, via-in-pad mejorará el rendimiento térmico en comparación con las vías alrededor del LED.

PCB de núcleo metálico

Para obtener el máximo rendimiento térmico de este enfoque PTH, se necesitará el uso de un material aislante de interfaz térmica (TIM), que eliminará el riesgo de fugas eléctricas y ayudará considerablemente con la disipación de calor (en un disipador de calor secundario). Idealmente, el lado no LED no debería tener recubrimiento resistente a la soldadura ya que esto proporciona la mejor transferencia de calor (es decir, usar el TIM para proporcionar aislamiento eléctrico); sin embargo, muchas aplicaciones usan una resistencia de soldadura para asegurar que la PCB esté eléctricamente aislada del disipador de calor.

PCB de núcleo metálico

Cuando se trata de aplicaciones de LED de alta a media potencia o de alta densidad, muchas empresas optan por sustratos metálicos aislados (IMS) porque proporciona una solución térmica conveniente y confiable ya que viene con un disipador de calor incorporado. El IMS es un material relativamente simple que comprende una lámina de cobre unida a una base metálica con un dieléctrico delgado. La lámina de cobre proporciona la imagen del circuito y, debido a que la disipación de calor se dirige directamente a través del dieléctrico, el peso del cobre es un problema menor (como con los productos FR-4) y esto ayuda a rastrear diseños de alta densidad. La base de metal suele ser de aluminio debido a su peso ligero y relativamente bajo costo, y porque es un material de disipación de calor bien establecido (conductividad térmica 140-200 W / mK, dependiendo de la calidad). Para aplicaciones más exigentes, se usa cobre (conductividad térmica ~ 400 W / mK) aunque es más pesado y más costoso. Es en la capa dieléctrica donde vemos la principal diferencia entre los proveedores (y su gama de productos), aunque todos tienden a ser capas delgadas (menos de 0,20 mm) con un nivel variable de propiedades térmicas. Típicamente, el rendimiento térmico de estos dieléctricos se mejora mediante la adición de materiales cerámicos (como óxido de aluminio, nitruro de aluminio y nitruro de boro), aumentando la conductividad térmica de la resina base desde alrededor de 0,25 W / mK hasta más de 5 W / mK.

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