بسترهای استاندارد IMC تا 8 W/mK دارند و واحدهای R&D هدف بالاتری دارند. پلیمر (معمولاً اپوکسی) با یا بدون الیاف شیشه، لایه رایج عایق (دی الکتریک) بین مدار مس و بستر فلزی باقی می ماند. با این حال، از آنجایی که شیشه عایق حرارتی خوبی است، پرکننده های سرامیکی رسانای حرارتی (به جدول 3 مراجعه کنید) به رزین های پیش آغشته اضافه شده است که انتقال حرارت آنها را تا 12 برابر افزایش می دهد و امکان استفاده از آنها را به عنوان یک لایه اتصال برای فلز اتلاف کننده حرارت فراهم می کند. پایه. با این حال، لایههای پلیمری تقویتنشده با استفاده از همین پرکنندهها، انتقال حرارت را بیش از 25 برابر افزایش دادهاند و توسعه همچنان ادامه دارد.
کامپوزیت ها ممکن است فرصتی پیدا کنند زیرا روش های خنک کننده سنتی کوتاه می آیند. تکنیکهای غیرفعال شامل افزودن لایههای پخشکننده گرما (به عنوان مثال، مس با رسانایی حرارتی بالا) است که مستقیماً توسط چندین گذر به منابع گرما متصل میشوند. تکنیک های فعال شامل فن ها می شود. اینها دیگر کافی نیست. یک راه حل این است که سایر روش های سنتی مانند لوله های حرارتی (یک تهویه مطبوع میکرو، با استفاده از سیال و کندانسور)، مبدل های حرارتی پره ای و فن های پیزوالکتریک را در لمینت PCB ادغام کنیم که باعث صرفه جویی در فضا و بهبود هدایت حرارتی می شود. دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس (UCLA، لس آنجلس، کالیفرنیا) نتایج حاصل از ادغام یک لوله حرارتی مستقیماً در PCB FR-4 را منتشر کرد و مقاومت حرارتی کمتر از یک ششم FR-4 و نیمی را اندازهگیری کرد. از یک PCB با هسته فلزی.
توانایی ساخت کامپوزیت ها در مقیاس کوچکتر نیز ممکن است راه حل های گرما و عملکرد را ارائه دهد. به عنوان مثال، تیمی از دانشگاه استنفورد (پالو آلتو، کالیفرنیا) اخیرا کامپیوتری را نشان دادند که از ترانزیستورهای ساخته شده از نانولوله های کربنی (CNTs) به جای سیلیکون استفاده می کند. با کوچک شدن اندازه ترانزیستورهای سیلیکونی - میلیاردها عدد از این سوئیچهای کوچک روشن و خاموش اکنون در تراشههای کامپیوتری ادغام شدهاند - کارایی آنها کاهش مییابد و باعث هدر رفتن انرژی و تولید گرما میشود. CNT ها بسیار نازک هستند – هزاران عدد می توانند در یک موی انسان جا شوند – بنابراین خاموش کردن آنها انرژی بسیار کمی می گیرد. آنها همچنین هادی های الکتریکی بسیار کارآمدی هستند. بنابراین، وسایل الکترونیکی که با استفاده از ترانزیستورهای CNT ساخته میشوند میتوانند کوچکتر، سریعتر کار کنند و انرژی کمتری نسبت به قطعات ساخته شده با تراشههای سیلیکونی مصرف کنند. استفاده از CNT/اپوکسی در ورقههای PCB و در داخل برای افزایش رسانایی نیز در حال بررسی است. مانند شبکههای نظارت بر سلامت ساختاری در بالهای هواپیما یا پرههای توربین، CNTها ممکن است پتانسیل شبکههای تعبیهشده در PCBها را ارائه دهند که رسانایی الکتریکی بیشتری را با گرمای کمتر به دست میآورند.
عدم تطابق CTE وجود خواهد داشت همانطور که دستگاه ها فشرده تر می شوند، با نوسانات دمای داخلی، فضای کمتری برای انبساط یا انقباض مواد وجود دارد. تولید کننده PCB Elmatica (اسلو، نروژ) ضریب انبساط حرارتی (CTE) را برای یک FR-4 معمولی 14 تا 17 ppm/°C فهرست می کند. با این حال، اجزای متصل به PCB می توانند نرخ انبساط کمتر از 6 ppm/°C داشته باشند. این تفاوت برای برش اتصالات لحیم کاری هنگام گرم شدن PCB کافی است.
Tarun Amla، معاون اجرایی/CTO اجرایی گروه Isola با منبع ورقهای PCB، میگوید: یکی دیگر از مسائل مربوط به کامپوزیتها این است که «کامپوزیتهای شیشه/اپوکسی ناهمسانگردی، هم در ثابتهای دیالکتریک و هم در فاکتورهای اتلاف، از خود نشان میدهند. برای مثال، CTE در جهتهای x و y ممکن است بین 12 تا 25 x 10-6 m/m باشد، اما در جهت z به 40 تا 90 x 10-6 m/m نزدیکتر است. او پیشنهاد می کند که تقاضا برای بسترهای همسانگرد ممکن است استفاده از شیشه/اپوکسی را در PCBها کاهش دهد.
Elmatica معتقد است که استفاده از هسته های فلزی - به عنوان مثال، مس-اینوار-مس (CIC) و مس-مولیبدن-مس (CMC) - گران است و مشکلات ماشینکاری را به همراه دارد، همانطور که لمینت های ساخته شده با الیاف آرامید نیز وجود دارد. بنابراین، Elmatica از STABLCOR، یک لایه رسانای حرارتی و الکتریکی که در فیبر کربن/اپوکسی یا فیبر کربن/پلیآمید موجود است، طرفداری میکند. این ماده که توسط ناسا توسعه یافته است، فقط توسط STABLCOR Technology Inc (هانتینگتون بیچ، کالیفرنیا) برای تولیدکنندگان دارای مجوز عرضه می شود. این شرکت توضیح می دهد که STABLCOR همه ورقه های FR-4 را در PCB چند لایه جایگزین نمی کند، بلکه به طور انتخابی برای کاهش عدم تطابق CTE و بهبود مدیریت حرارتی استفاده می شود. ادغام STABLCOR در محل مناسب در پشته PCB گزارش شده است که CTE 8 تا 10 ppm/°C را ممکن میسازد و سفتی را بدون اضافه کردن وزن افزایش میدهد. بسیاری از مواد دیگر برای کمک به تولید ورقه های CTE پایین تر، از جمله پلیمرهای کریستال مایع و کامپوزیت های زمینه سرامیکی (CMCs) در حال بررسی هستند.
هنچنین میتوانید برای کپی برد به سایت های زیر مراجعه کنید
https://mokhtari-elect.ir/
https://elcb.net/
https://www.mcecleanenergy.org/
- ۰ ۰
- ۰ نظر