Koellichaam voor PCB

Aluminium koellichaam voor PCB's

Wanda-An produceert verschillende soorten aluminium koellichamen, en dit PCB-koellichaam is compact en heeft een uitstekende warmteafvoer. Als kerncomponent voor warmteafvoer beheert het koellichaam effectief de warmte die wordt gegenereerd door elektronische componenten via direct contact of indirecte geleiding, waardoor een stabiele werking van de apparatuur wordt gegarandeerd.

1. De kernrol van koellichamen in PCB's

Warmte in PCB's fungeert als 'warmtetransporteurs' en hun kernfuncties omvatten:

(1) Verlaging van de junctietemperatuur van de componenten: door het warmtedissipatiegebied te vergroten en het warmtegeleidingspad te optimaliseren, voeren koellichamen snel de warmte af van componenten met een hoge temperatuur (zoals CPU, GPU en power MOS), waardoor prestatieverslechtering of schade als gevolg van oververhitting wordt voorkomen. In CPU-toepassingen maakt het koellichaam bijvoorbeeld direct contact met de chip via een metalen basis, gecombineerd met thermisch vet dat de gaten opvult, waardoor de junctietemperatuur aanzienlijk wordt verlaagd en de computerefficiëntie wordt verbeterd.

(2) Verleng de levensduur van apparatuur: Hoge temperaturen zijn een belangrijke factor in de veroudering van elektronische componenten. Koellichamen verlengen de levensduur van apparatuur door de bedrijfstemperaturen te stabiliseren en schade door thermische spanning aan soldeerverbindingen en componenten te verminderen. Bij LED-verlichting voorkomen koellichamen bijvoorbeeld dat LED-chips lichtverval ervaren als gevolg van hoge temperaturen, waardoor een stabiel lichtrendement op lange termijn wordt gegarandeerd.

(3) Verbeter de betrouwbaarheid van het systeem: In servers en industriële besturingsapparatuur zorgen koellichamen voor een stabiele PCB-werking in omgevingen met hoge temperaturen door middel van geforceerde luchtkoeling of vloeistofkoelingtechnologie, waardoor systeemcrashes of gegevensverlies als gevolg van oververhitting worden voorkomen.

2. Typische toepassingsscenario's van koellichamen

Koellichamen worden veel gebruikt in PCB-ontwerpen met hoog vermogen of hoge dichtheid, voornamelijk in de volgende scenario's:

(1) Computers en consumentenelektronica: In computers en laptops werken koellichamen samen met ventilatoren om efficiënte koeling voor CPU's en GPU's te bieden, waardoor apparaten onder zware belasting een geschikte temperatuur behouden. Binnen de compacte ruimte van een laptop balanceren koellichamen bijvoorbeeld de warmteafvoer met de beperkingen van de afmetingen door middel van een geoptimaliseerd luchtstroomontwerp.

(2) Auto-elektronica: Automotoren en elektronische regeleenheden (ECU's) genereren tijdens bedrijf aanzienlijke hoeveelheden warmte. Koellichamen voeren warmte af via koelvloeistofcirculatie of directe koeling, waardoor de stabiliteit van kritische componenten in omgevingen met hoge temperaturen behouden blijft en de veiligheid en prestaties van voertuigen worden verbeterd.

(3) Industriële en communicatieapparatuur: In industriële besturingssystemen en communicatiebasisstations zijn koellichamen bestand tegen hoge vermogens en complexe omgevingen. Door middel van een aangepast ontwerp (zoals aluminium- of kopersubstraten) wordt de warmtegeleiding geoptimaliseerd om een ​​betrouwbare werking van apparatuur onder zware omstandigheden te garanderen.

3. Optimalisatie van het koellichaamontwerp in PCB-ontwerp

Bij het ontwerpen van verwarmingselementen moet uitgebreid rekening worden gehouden met warmtegeleiding, ruimte-indeling en kosteneffectiviteit. De belangrijkste optimalisatiestrategieën zijn onder meer:

(1) Materiaalkeuze: Materialen met een hoge thermische geleidbaarheid (zoals aluminium of koper) vormen de kern van het koellichaam en hun thermische geleidbaarheid heeft rechtstreeks invloed op de efficiëntie van de warmteafvoer. Aluminiumsubstraten worden bijvoorbeeld veel gebruikt in LED's en voedingsmodules vanwege hun lichte gewicht en hoge thermische geleidbaarheid, waardoor de thermische weerstand aanzienlijk wordt verminderd.

(2) Structureel ontwerp: de vorm en grootte van het koellichaam moeten overeenkomen met de PCB-indeling. In compacte ontwerpen vergroten koellichamen het warmtedissipatiegebied via vinnen of microkanaalstructuren, gecombineerd met thermisch vet of faseveranderingsmaterialen om de efficiëntie van de warmteoverdracht te verbeteren. Microkanaal-koellichamen zorgen bijvoorbeeld voor een zeer efficiënte warmteafvoer via ingewikkelde structuren in ruimtevaartapparatuur.

(3) Geïntegreerd ontwerp: Het integreren van het koellichaam met de PCB vereist het optimaliseren van het warmtegeleidingspad. Bij meerlaagse PCB's is het koellichaam via thermische via's verbonden met de binnenste koperfolie, waardoor warmte van het oppervlak naar het interieur wordt geleid voor diffusie, waardoor de thermische weerstand wordt verminderd. De reeks thermische via's onder de LED-driverchip verbetert bijvoorbeeld de efficiëntie van de warmteafvoer aanzienlijk.

Koellichaam van de thermische geleidbaarheid van veelgebruikte metalen:

Materiaal	Type	Thermische geleidbaarheid
Aluminium	Metaal	205-230(W/mk)
Koper	Metaal	386-400 (W/mk)