PCB常規(guī)的FR4材料的熱導(dǎo)率較低(通常約為 0.3~0.4 W/m·K),這使得它在大功率電路應(yīng)用中不利于功率芯片熱量的快速散發(fā)。改善FR4 PCB熱傳導(dǎo)的一種性價(jià)比比較高的方法是在芯片熱焊盤上添加熱過孔。通過在PCB焊盤上添加熱過孔,可以顯著增強(qiáng)熱傳導(dǎo)路徑,使熱量更容易從功率芯片傳遞到空氣中或散熱器上。那么一個(gè)焊盤放多少個(gè)過孔散熱最合適呢?單個(gè)熱過孔的熱阻計(jì)算可以用以下公式近似得到: Rth是熱阻(單位:K/W) L是過孔的長(zhǎng)度(也就是PCB的厚度,一般是1.6mm) k是過孔內(nèi)材料的熱導(dǎo)率(銅的熱導(dǎo)率k=400W/m/k) A是過孔的橫截面積 如果我們放置的熱過孔直徑d=0.3mm,那么過孔熱阻Rth: Rth=L/(k*A)=57℃/W 但是實(shí)際上上面的計(jì)算是有問題的,原因是我們按銅的熱導(dǎo)率為400W/m/k,實(shí)際上焊盤為了可焊性考慮,一定不是純銅,一般是鍍錫,也就是SnAgCu焊層,其熱阻典型值是58W/m/k,這樣重新計(jì)算出過孔的熱阻 如果我們?cè)谝粋€(gè)焊盤上放置M個(gè)過孔,那么熱阻就會(huì)變成Rth_1=Rth/M,比如我放置20個(gè)過孔,那么焊盤的熱阻就變成了可以發(fā)現(xiàn),過孔越多,焊盤熱阻的散熱效果改善的已經(jīng)越來越不明顯了。通過上面的計(jì)算我們發(fā)現(xiàn),提高過孔散熱能力有以下因素:1.提高過孔孔徑,比如0.3mm改為0.6mm,需要注意的是,雖然過孔越多,散熱越好,但是過孔數(shù)量越多,當(dāng)過孔數(shù)量增加到一定程度,過孔數(shù)量增加對(duì)散熱的改善已不再明顯,此時(shí)我們就沒必要增加繼續(xù)增加過孔數(shù)量了。并且過孔數(shù)量增加會(huì)導(dǎo)致PCB成本增加,大量密集的通孔對(duì)PCB的機(jī)械強(qiáng)度也有影響,所以過孔還不能太過于密集,要保持合理間距(一般是1mm),所以我們需要合理放置過孔。 有問題歡迎在評(píng)論區(qū)留言交流哦!
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