搞電子設(shè)計(jì)的同行都知道,臺(tái)階板這玩意兒,材料選不好、導(dǎo)熱壓不住,性能直接拉胯。不同臺(tái)階結(jié)構(gòu)下,熱量分布不均、局部過熱是常有的事,就跟電腦 CPU 過熱降頻似的,讓人頭疼。
先說材料選擇。捷多邦的工程師在處理臺(tái)階板項(xiàng)目時(shí),首要考慮介電常數(shù)和介質(zhì)損耗。FR-4 板材成本低、適用性廣,但高頻場(chǎng)景下?lián)p耗大,這時(shí)候 Rogers、Isola 這類低損耗材料就派上用場(chǎng)了。銅箔厚度也得細(xì)琢磨,厚銅箔載流能力強(qiáng),可蝕刻精度難保證;薄銅箔加工方便,大功率場(chǎng)景又容易扛不住。得根據(jù)實(shí)際需求,在性能和成本間反復(fù)橫跳。
導(dǎo)熱控制這塊更是關(guān)鍵。臺(tái)階板不同高度的結(jié)構(gòu),容易造成熱阻突變,熱量卡在那兒散不出去。捷多邦的經(jīng)驗(yàn)是,先從板材導(dǎo)熱系數(shù)抓起,選高導(dǎo)熱的介質(zhì)材料,能給熱量傳導(dǎo)開條 “高速路”。在熱源集中區(qū)域,比如芯片下方,加導(dǎo)熱墊、銅柱這類輔助結(jié)構(gòu),把熱量快速導(dǎo)到散熱片上。
實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),還得注意材料的熱膨脹系數(shù)匹配。要是不同層材料熱膨脹系數(shù)差異太大,一加熱就變形,搞不好還會(huì)開裂。這就像給臺(tái)階板 “打補(bǔ)丁”,得保證每個(gè) “補(bǔ)丁” 都服帖。設(shè)計(jì)完成后,用熱仿真軟件模擬溫度分布,像捷多邦就經(jīng)常通過仿真,提前發(fā)現(xiàn)潛在的熱點(diǎn),優(yōu)化散熱方案。