Quale sarà il ruolo di uno strato di rame in un PCB con nucleo metallico nella dissipazione termica?

Nella progettazione di un PCB per elettronica di potenza, vorrei utilizzare un PCB metallico per la dissipazione del calore di un MOSFET con package TO-220. Per farlo, vorrei montare il PCB metallico sul MOSFET utilizzando pasta termica e viti, esattamente come facciamo quando utilizziamo un dissipatore di calore per lo stesso package. Dovrei lasciare il rame del PCB tra la superficie del MOSFET e il dielettrico del PCB o rimuovere la superficie in rame e lasciare solo l'apertura per il dielettrico?

Dubito che faccia molta differenza, a meno che il rame non si estenda oltre il contatto che esisterebbe con il dielettrico.

Se il rame si estende, si avrà una migliore diffusione laterale del calore, che verrà condotto attraverso il dielettrico, per cui ci sarà una minore caduta di temperatura attraverso il dielettrico.

Il rame conduce il calore circa 400 volte meglio del dielettrico (che può avere uno spessore di 50-200 µm) e in genere ha uno spessore di 35 o 70 µm (1 g/2 g). Quindi, estenderlo di almeno qualche mm dovrebbe aiutare un po'. Non sono sicuro che la differenza sia enorme, anche a 200 µm e 1.0 W/m*K la caduta di temperatura a (diciamo) 5 W è inferiore a 7 °C se ho fatto i calcoli correttamente (contatto 10 mm x 15 mm). Se una piazzola di 15 x 20 mm fosse isotermica (cosa che non sarà, ma diciamo che fosse un po' più grande), allora dimezzerebbe la caduta, risparmiando qualche °C. Il risparmio sarebbe proporzionalmente inferiore (o peggiore) se il dielettrico fosse più sottile, quindi potrebbe non essere notevole.

Per saperne di più: PCB in rame pesante

#Progettazione PCB #Materiali PCB

Oliver Smith

Oliver Smith

Oliver è un ingegnere elettronico esperto, specializzato nella progettazione di PCB, circuiti analogici, sistemi embedded e prototipazione. La sua profonda conoscenza spazia dalla creazione di schemi elettrici alla codifica del firmware, dalla simulazione al layout, dai test alla risoluzione dei problemi. Oliver eccelle nel portare i progetti dal concept alla produzione di massa, sfruttando le sue capacità di progettazione elettrica e le sue competenze meccaniche.
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Oliver è un ingegnere elettronico esperto, specializzato nella progettazione di PCB, circuiti analogici, sistemi embedded e prototipazione. La sua profonda conoscenza spazia dalla creazione di schemi elettrici alla codifica del firmware, dalla simulazione al layout, dai test alla risoluzione dei problemi. Oliver eccelle nel portare i progetti dal concept alla produzione di massa, sfruttando le sue capacità di progettazione elettrica e le sue competenze meccaniche.

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