Pwll osgoi methiant thermol bwrdd RF amledd uchel: sut i gydweddu'r swbstrad yn gywir â chyfernod dargludedd thermol addas
Paramedrau craidd dargludedd thermol ar gyfer gwahanol fathau o ddeunyddiau
| Math o Ddeunydd | Dargludedd thermol nodweddiadol | Nodweddion Craidd |
|---|---|---|
| Nitrid alwminiwm (AlN) swbstrad ceramig | 150 ~ 180 W/mK | Dargludedd thermol hynod o uchel, CTE yn agos at sglodion silicon, gan leihau straen thermol yn sylweddol |
| Swbstrad ceramig alwminiwm ocsid | ~20 ~ 30 W/mK | Gwrthiant tymheredd hynod o gryf, sy'n addas ar gyfer senarios pŵer uchel -amledd, llym, uchel uwchlaw 50GHz |
| Swbstrad alwminiwm pŵer uchel | Yn fwy na neu'n hafal i 0.8 W/mK | Cost gymedrol, sy'n addas ar gyfer senarios RF confensiynol pŵer canolig i uchel |
| PTFE wedi'i lenwi â serameg (fel Taconic RF-60) | 0.4 W/mK | Cydbwyso colled deuelectrig isel a dargludedd thermol sylfaenol, sy'n addas ar gyfer senarios amledd uchel mewn cyfathrebu a rheolaeth ddiwydiannol |
| Rogers RO5870 | 0.22 W/mK | Colled dielectrig isel, sy'n addas ar gyfer radar pŵer confensiynol 8-40GHz a senarios tonnau milimetr 5G |
| Rogers RO5880 | 0.2 W/mK | Df isel iawn, wedi'i optimeiddio ar gyfer senarios colled isel tonnau milimetr |
| Wedi'i addasu FR4 | 0.3 ~ 0.5 W/mK | Cost hynod o isel, dim ond yn addas ar gyfer senarios -pŵer isel ac amledd isel o dan 2.5GHz |
Egwyddorion dyfarniad craidd ar gyfer dewis cyfernod dargludedd thermol
Blaenoriaeth sy'n cyfateb â lefel pŵer: Ar gyfer senarios llif gwres uchel megis mwyhaduron pŵer uchel a radar yn yr awyr, mae swbstradau ceramig AlN yn cael eu ffafrio i osgoi gorboethi lleol a allai achosi methiant dyfais; Mewn senarios cyfathrebu confensiynol pŵer isel i ganolig, gall deunyddiau amledd uchel sy'n seiliedig ar PTFE gyda phŵer o 0.2 ~ 0.5 W/mK fodloni'r gofynion.
Gan gymryd i ystyriaeth-perfformiad trydanol amledd uchel: ni ellir aberthu mynegai Df er mwyn mynd ar drywydd dargludedd thermol uchel. Rhaid i'r band amledd tonnau milimetr sicrhau Df Yn llai na neu'n hafal i 0.002. O dan y rhagosodiad hwn, dylid cynyddu'r dargludedd thermol i'r eithaf er mwyn osgoi trosi colled signal yn wres ychwanegol.
Paru cydamserol CTE: Dylai cyfernod ehangu thermol y deunydd a ddewiswyd fod yn agos at y sglodion craidd fel GaAs a silicon i atal cracio sodr yn ystod beicio tymheredd. Mae gan swbstradau ceramig fanteision sylweddol yn hyn o beth.
Blaenoriaeth dilysu efelychiad: Mae data efelychu yn dangos, o dan yr un amodau Df, y gall cynyddu'r dargludedd thermol o 0.2 W/mK i 1.5 W/mK leihau'r cynnydd tymheredd fesul uned pŵer mewnbwn 0.82 gradd / W. O dan bŵer mewnbwn 50W, gall yr oeri cyffredinol gyrraedd 40 gradd, sy'n llawer gwell na lleihau effaith afradu gwres Df.
Cynllun dewis gorau posibl ar gyfer senarios nodweddiadol
Senarios pŵer uchel ar gyfer radar milwrol / cyfathrebu lloeren: Dewiswch swbstrad ceramig AlN gyda dargludedd thermol o 150 - 180 W / mK, a'i gyfuno â haen dielectrig PTFE wedi'i llenwi â serameg i gyflawni colled signal isel iawn a gallu afradu gwres yn y pen draw.
Senario radar wedi'i osod ar gerbyd ton milimedr 5G / 77GHz: Mae'n well gan Rogers RO5870, gyda dargludedd thermol o 0.22 W / mK a all fodloni gofynion oeri pŵer confensiynol tra'n sicrhau Df Llai na neu'n hafal i 0.0012, gan gydbwyso perfformiad a chost.
Senarios rheoli diwydiannol / cyfathrebu pŵer bach a chanolig: Dewiswch ddeunyddiau PTFE wedi'u llenwi â serameg fel Taconic RF-60, gyda dargludedd thermol o 0.4 W / mK sy'n addas ar gyfer y rhan fwyaf o senarios, tra hefyd â sefydlogrwydd cyson dielectrig rhagorol a chydnawsedd prosesu cryf.
Senario pŵer cost isel, amledd isel, isel-: Dewisir FR4 dargludedd thermol uchel wedi'i addasu, gyda chyfernod dargludedd thermol o Fwy na neu'n hafal i 0.8 W/mK, sy'n addas ar gyfer senarios RF nad ydynt yn llym o dan 2.5GHz, gan reoli costau deunydd yn fawr.