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PCB 设计:仔细研究关于热通孔的散热设计第一部(2)


每个散热孔的直径为 0.3 毫米(约 12 密耳)。我们将假设热通孔填充有镀铜,实际上是纯铜。这假设我们将通过通孔获得最佳的热导率。如果通孔壁仅镀到 1.5 密耳厚,它们的热导率会大大降低。
将热通孔的导热质量与电路板材料进行比较是很有趣的。热传导的公式——忽略对流、辐射和热扩散——是:
Q/t = KA (ΔT)/d (1)
在哪里:
Q/t = 传热速率(瓦特或焦耳/秒)
K = 导热系数 (W/mK)
我们的 FR4 型号约为 0.6
铜约385
ΔT = 温度变化 ( o C = o K)
A = 重叠区域
垫 约 625 mm 2
每个散热孔的 πr 2 = (3.14) * (0.15 2 ) = 0.0707 mm 2
d = 焊盘和平面之间的距离
“近”平面为 300 μm
“远”平面为 1.6 mm
焊盘和热通孔的传热速率不同。我们可以通过形成比率(ΔT和 d 的抵消)来比较它们的大小:
(Q/t) p /(Q/t) tv = (kA) p /(kA) tv = (0.6)(625)/(385)(0.0707) = 13.8 (2)
也就是说,在这个特定设计中,通过电路板材料的热导率几乎是通过热通孔的 14 倍。但情况远不止如此。非常重要的是要注意,仅仅存在底层平面就会降低焊盘的温度。因此,热通孔的后续热导率进一步降低,因为ΔT项已因平面的存在而降低。


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