Page 47 - 智慧家庭：為什麼‘Matter’很重要？

圖2:用於高功率RGB LED的鋁PCB示例。
採用主動冷卻和被動冷卻系 統(例如散熱器或風扇)，能夠進 一步改進在佈局層級所採取的措 施——這類冷卻系統可以去除主 動元件中的熱量，而不是直接將其 散發到電路板中。一般來說，設計 人員必須根據特定應用的要求和 可用預算，在不同的散熱管理策略 之間找到合適的折衷方案。
FR-4由於導熱率低(介於0.2 和0.5W/mK之間)，通常不適合需 要散發大量熱量的應用。高功率 電路中所產生的熱量可能相當可 觀，而且這些系統經常在惡劣的 環境和極端溫度下運行。相較於 傳統上使用FR-4，採用具有更高 熱導率的替代基板材料，可能是 更好的選擇。
快。因此，鋁等金屬除了比陶瓷 更輕之外，還提供了一種可以將 熱量從元件中轉移出去的出色解 決方案。尤其是鋁還是一種優質 的導體，具有優越的耐久性、可回 收且無毒。由於熱導率高，金屬層 有助於在整個電路板上快速傳遞 熱量。有些製造商還提供金屬包 覆的PCB，其中兩個外層都是金屬 包覆的，通常是鋁或鍍鋅銅。從單 位重量成本的角度來看，鋁是最 佳選擇，而銅則具有更高的熱導 率。鋁還被廣泛用於製造支援高 功率LED的PCB (如圖2中的示例 所示)，其中，它能夠將光從基板 反射出去的特性也特別有幫助。
PCB基板選擇
材料的熱導率越高，傳熱越
板(IMS)，可以被直接層壓到PCB
勢。這類材料除了可提高導熱性
外，還具有出色的機械性能，因
而有助於補償重複熱循環過程中
所積累的應力。此外，陶瓷材料
在高達10GHz的頻率下具有較低
的介電損耗。對於更高的頻率，
則總是可以選擇混合材料(例如
PTFE)，這類材料可提供同樣低
的損耗，但熱導率會適度降低。 金屬PCB也稱為絕緣金屬基
DESIGN IDEAS
甚至是銀，由於其熱導率比 銅高約5%，也可用於製作走線、 通孔、焊盤和金屬層。此外，如果 電路板用於存在有毒氣體的潮濕 環境中，則在裸露的銅走線和銅 焊盤上使用銀飾面將有助於防止 腐蝕——這是在這類環境中已知 的典型威脅。
例 如，陶 瓷 材 料 為 高 功 率 PCB的散熱管理提供了明顯優
絕緣金屬基板(IMS)結構。其金屬芯PCB主要基於電路層、介電層以及熱傳導層。
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