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铜箔面积与散热的关系:实验数据与优化设计

  • 2025-03-31 10:23:00
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一、铜箔面积与热阻的关系

铜箔面积对热阻的影响显著。实验表明,随着铜箔面积的增大,热阻逐渐降低,但当铜箔面积增加到一定程度后,散热效果的提升会变得不明显。例如,在单层PCB中,铜箔面积从15.7mm²增加到1200mm²时,热阻显著降低,但在多层PCB中,靠近热源的铜箔面积对散热效果的影响更为显著。

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 二、不同铜箔形状的散热效率对比

 1. 平面铜箔

平面铜箔是最常见的散热设计,其散热效率取决于铜箔的面积和厚度。平面铜箔的热阻较低,但散热效率受限于其表面积。

 

 2. 波浪形铜箔

波浪形铜箔通过增加表面积,显著提高了散热效率。实验表明,波浪形铜箔的表面积可增加30%-50%,散热效率显著提高。

 

 3. 褶皱形铜箔

褶皱形铜箔通过增加表面积和优化热传导路径,进一步提高了散热效率。这种设计在高功率器件中表现出色。

 

 4. 散热鳍片

散热鳍片通过增加铜箔的表面积和优化空气流动,进一步提高了散热效率。在笔记本电脑等设备中,散热鳍片的应用显著降低了热阻。

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 三、优化设计建议

 1. 增加铜箔面积

在PCB设计中,尽量增大靠近热源的铜箔面积,以有效降低热阻。

 

 2. 优化铜箔形状

采用波浪形、褶皱形或带有散热鳍片的铜箔设计,增加表面积,提高散热效率。

 

 3. 表面处理

对铜箔表面进行粗糙化处理,增加散热系数,或涂覆散热涂层(如石墨烯涂层),进一步提升散热效果。

 

 4. 确保紧密贴合

在安装铜箔散热部件时,确保其与发热源紧密贴合,使用导热硅脂或导热胶带填充缝隙,降低接触热阻。

 

通过以上优化设计,可以有效提高PCB的散热性能,确保电子设备的稳定运


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