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Industry news

导热材料介电常数对电磁干扰辐射有什么影响

Time:2021-05-21Number:1125

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。
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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第一个导电柱,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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