本帖最后由 forgot 于 2023-11-23 09:03 编辑
由于其低导热率(介于 0.2 和 0.5 W/mK 之间)，FR-4 通常不适合需要散发大量热量的应用。大功率电路中可能产生的热量相当可观，而且这些系统经常在恶劣的环境和极端温度下运行。与使用传统的 FR-4 相比，使用具有更高热导率的替代基板材料可能是更好的选择。 例如，陶瓷材料为大功率 PCB 的热管理提供了显着优势。除了提高导热性外，这些材料还具有出色的机械性能，有助于补偿重复热循环过程中积累的应力。此外，陶瓷材料在高达 10 GHz 的频率下具有较低的介电损耗。对于更高的频率，总是可以选择混合材料(例如 PTFE)，它们提供同样低的损耗，同时适度降低热导率。 材料的热导率越高，传热越快。因此，铝等金属除了比陶瓷更轻外，还提供了一种出色的解决方案，可以将热量从组件中转移出去。铝尤其是一种优良的导体，具有优良的耐久性，可回收，并且无毒。由于它们的高导热性，金属层有助于在整个电路板上快速传递热量。一些制造商还提供金属包覆 PCB，其中两个外层都是金属包覆的，通常是铝或镀锌铜。从单位重量成本的角度来看，铝是最佳选择，而铜具有更高的导热性。铝广泛用于构建支持大功率 LED 的 PCB， 即使是银，由于其导热率比铜高约 5%，也可用于制作轨道、通孔、焊盘和金属层。此外，如果电路板在存在有毒气体的潮湿环境中使用，则在裸露的铜迹线和焊盘上使用银饰面将有助于防止腐蚀，这是在这些环境中发现的典型威胁。 金属 PCB 也称为绝缘金属基板 (IMS)，可以直接层压到 PCB 中，形成具有 FR-4 基板和金属芯的板，采用单层和双层技术，具有深度控制布线，用于将热量从板载组件转移到不太重要的区域。在 IMS PCB 中，一层薄薄的导热但电绝缘的电介质层压在金属基底和铜箔之间。铜箔被蚀刻成所需的电路图案，金属底座通过薄电介质从该电路吸收热量。 IMS PCB 提供的主要优势如下： · 散热明显高于标准 FR-4 结构。 · 电介质的导热性通常是普通环氧树脂玻璃的 5 倍至 10 倍。 · 热传递的效率比传统 PCB 高得多。 除了 LED 技术(照明标志、显示器和照明)，IMS 电路板还广泛用于汽车行业(前照灯、发动机控制和动力转向)、电力电子(直流电源、逆变器和发动机控制)、开关和半导体继电器。
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