一、大電流發(fā)熱問題的本質(zhì)
在大電流電路中,導體的 電阻發(fā)熱效應(I2R) 是主要矛盾。隨著電流增大,銅箔局部會出現(xiàn)高溫,導致絕緣材料熱老化、焊點失效甚至器件損壞。傳統(tǒng)的解決方式是加厚銅箔、增寬走線,或采用金屬基板來改善散熱。然而,當電流達到幾十安培甚至上百安培時,這些措施往往不足。
二、埋嵌銅塊的設計思路
所謂“埋銅”,是指在PCB局部高電流路徑或發(fā)熱源下方,直接嵌入一塊厚銅塊或銅條,與內(nèi)外層銅箔焊接或壓合在一起。
其主要作用有:
降低局部電阻:大截面銅塊能承載更高電流。
增強導熱通道:將熱量更快傳導至外部散熱面。
提升機械強度:銅塊兼具支撐作用,適合承載大功率器件。
三、埋銅塊的優(yōu)勢
散熱性能明顯提升:熱量可通過銅塊直達外層金屬或散熱器。
適合大功率應用:如電源模塊、汽車充電樁、功率放大器等。
局部強化而非全局加厚:相比整體加厚銅板,更具材料與成本優(yōu)勢。
然而,埋嵌銅塊并不是萬能方案:
熱擴散路徑有限:銅塊只能將熱量傳導出去,如果外部沒有高效散熱結構(如金屬底殼、散熱片),熱量仍會堆積。
加工難度大:嵌銅需要額外銑槽、壓合、填膠工藝,容易出現(xiàn)氣隙或界面分層,影響可靠性。
設計限制:銅塊區(qū)域不適合布線,增加了布局難度。
成本與交期壓力:多道工藝疊加,會顯著增加制造復雜度。
埋嵌銅塊可以顯著改善大電流局部的發(fā)熱問題,但它并非“放之四海而皆準”的解決方案。它更像是“定點強化”的手段,需要結合器件布局、系統(tǒng)散熱結構以及整體電氣性能來綜合考慮。換句話說,埋銅能解決問題,但前提是:設計用對了地方,工藝做得足夠可靠。