關鍵要點:
?在PCB實際安裝狀態下,隨著銅箔面積的增加,熱量變得更容易擴散,因而能夠提高散熱性能。
?如果銅箔面積過小,PMDE的Rth(j-a)會比PMDU還大,從而無法充分發揮出散熱性能。
?隨著銅箔面積的增加,PMDE的散熱性能提高并會超過PMDU。
?PMDE的散熱性能是銅箔面積越厚越能以更小的銅箔面積超過PMDU。
?即使將銅箔面積增加到超過所需面積,由于散熱性能飽和也無法獲得與面積相稱的散熱效果,因此應采用合適的銅箔面積。
本文將通過仿真來比較PMDE和PMDU的散熱性能。
熱仿真方法
如下圖所示,對于在50×50×0.8t(mm)的PCB(印刷電路板)上,當安裝元器件的銅箔尺寸逐漸增加時的元器件溫度Tj和熱量的傳遞情況進行了仿真。可以看出,隨著銅箔面積的增加,熱量的擴散范圍更大,散熱性提高。還可以看出,傳導到PCB玻璃環氧樹脂部分的熱量非常少。由此可見,要想實現良好的散熱效果,所要安裝的銅箔面積的大小是非常重要的。
在PCB上的散熱示意圖(仿真)
PMDE封裝的熱阻Rth(j-a)和銅箔面積
下圖是根據上述熱仿真結果,繪制出的PMDE和PMDU的結點-環境間熱阻Rth(j-a)與銅箔面積之間的關系。此外,關于Rth(j-a),還一并給出了以PMDU為基準時PMDE的相對誤差。
PMDE和PMDU的Rth(j-a) vs 銅箔面積
以PMDU為基準時PMDE的Rth(j-a)相對誤差
如果銅箔面積小,PMDE背面的散熱效果就無法充分發揮出來,PMDE的Rth(j-a)值就會比PMDU大。隨著銅箔面積的增加,PMDE的散熱效果提高,與PMDU的差異變小,銅箔厚度t=35μm時約為90mm2、t=70μm時約為60mm2,達到與PMDU同等的熱阻。隨著銅箔面積的進一步增加,PMDE的散熱效果進一步提高并超過PMDU。另外,從2,000mm2附近開始飽和。
從這些結果可以看出,要想使用PMDE獲得良好的散熱特性,就需要確保適當的銅箔面積。如果銅箔面積過小,散熱性能反而不如PMDU;反之,如果過大,則散熱性能得不到相應的提高,而且浪費電路板面積。此外,銅箔厚更能夠用更小的面積獲得比PMDU好的散熱性能。
審核編輯:湯梓紅
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