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导热材料介电常数对电磁干扰辐射有什么影响

Time:2021-05-21Number:521

很多系统中常见的电磁干扰 (EMI) 源为集成电路 (IC)。IC 会产生热量,这些热量必须通过散热片有效地消除。为了实现热量快速,高效地传递,应在 IC 和散热片之间使用导热界面材料 (TIM)。TIM中理想的特性是高热导率和柔软性,以此确保 IC、散热片和 TIM 之间的良好物理接触。然而研究发现,TIM 材料的电磁特性有时会增加 EMI 辐射,从而导致未能合规或设备的工作效率下降。这导致很多用户要求使用介电常数 (dk) 较低的 TIM 材料。先进院将研究导热材料介电常数为什么会对 EMI 辐射产生影响。56.jpg

IC 辐射

集成电路中包含多个产生辐射电磁能的电流路径。IC 内的实际工作方式非常复杂,因此很难对IC的EMI 辐射进行建模仿真。电流不是恒定的,会根据 IC 工作模式的不同而有所不同。因此,为了对 IC 进行仿真,我们需要做出一些简化的假设。

源类型

辐射电磁能的所有物体或组件都可以看成天线。根据天线尺寸、形状和材料特性的不同,不同的天线将以不同的方式进行辐射。有些天线辐射效果很好,其他则不然。就用途而言,只有两种基本类型的天线:线天线和环形天线。在线天线中,导电部分呈直线形状,类似于汽车上的无线电天线。电流受到天线末端的限制。在环形天线中,电流不受限制,从能量源自由传播出去,然后再返回到能量源。我们已经发现,最能表示 IC 辐射的模型是垂直于印刷电路板 (PCB) 的圆形(环形)源。本文中有关介电常数影响的分析对于任何类型的源都非常相似。


下图所示的模型表示在 PCB 上实现的垂直环形源,电流路径从左侧的源向上通过[敏感词]个导电柱,然后穿过水平导电部分,再向下通过第二个导电柱,最后通过导电接地层返回源。在我们的模型中,天线高度为 2mm,天线长度(水平部分)会有所不同。

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