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¿¿ qué pasa si agregamos una conexión a través del agujero desde la parte superior hasta la parte inferior del pcb?
Analicemos la adición de conexiones a través de agujeros. El tamaño del agujero de PCB es de aproximadamente 12 mils (0012 pulgadas). Al hacer el agujero a través, perforar un agujero de 0014 pulgadas de diámetro y luego recubrirlo con cobre puede aumentar el espesor de la pared de cobre en el agujero en aproximadamente 1 milímetro (0001 pulgadas). La placa de circuito también utiliza el proceso de galvanoplastia enig. Esto añade alrededor de 200 pulgadas de níquel y alrededor de 5 pulgadas de oro a la superficie exterior del cobre.
Ignoramos estos materiales en nuestros cálculos y solo utilizamos cobre para determinar la resistencia térmica a través del agujero.
El tipo 2 es una fórmula para calcular la resistencia térmica de los tubos cilíndricos.
Cálculo de la resistencia térmica de los tubos cilíndricos
Fórmula 2: calcular la resistencia térmica de los tubos cilíndricos
La variable l es la longitud del tubo cilíndrico, k es la conductividad térmica, R1 es un radio grande y R0 es un radio pequeño.
Para los agujeros de 12 mils (diámetro) que utilizan esta fórmula, tenemos R0 = 6 (0006 pulgadas), R1 = 7 (0007 pulgadas) y k = 9 (chapado en cobre).
Las 12 dimensiones superficiales de los orificios auriculares, la variable de tamaño superficial L de los orificios auriculares 5: 12 es la longitud del agujero a través (desde la parte superior de la capa de cobre hasta la parte inferior de la capa de cobre). Los módulos de alimentación de soldadura en la placa de circuito no tienen capas de resistencia, pero para otras áreas, los ingenieros de diseño de PCB pueden necesitar colocar capas de resistencia en la parte superior de cada agujero a través, de lo contrario el área por encima del agujero a través estará vacía. Debido a que el agujero cruzado solo está conectado a la capa exterior de cobre, su longitud es de 63,4 milímetros (00634 pulgadas).
La resistencia térmica de la longitud total del agujero en sí es de 167 ° C / w, como se muestra en la ecuación 3.
Calcular la resistencia térmica del agujero a través (12 mils)
Fórmula 3: calcular la resistencia térmica del agujero (12 mils)
Resistencia térmica de cada agujero conectado a cada capa de la placa de circuito.
Resistencia térmica de la parte a través del agujero que conecta la capa de la placa de circuito
La resistencia térmica y una mayor densidad de potencia de la parte a través del agujero conectada a la capa de la placa de circuito se pueden lograr en una superficie más pequeña de la placa de circuito impreso.
Tenga en cuenta que se puede lograr una mayor densidad de potencia en un área más pequeña de la placa de pcb. Estos valores son solo la resistencia térmica del propio agujero, independientemente de la conexión horizontal de cada parte de la placa de circuito con el material circundante. Si analizamos la resistencia térmica de cada placa de circuito y la comparamos con la resistencia térmica del agujero a través, parece que la conductividad térmica del agujero a través es mucho mayor que la conductividad térmica de cada capa, pero tenga en cuenta que un agujero a través ocupa 1 pulgada cuadrada y 1 / 5000 del área de la placa del circuito. Si decidimos usar un área de placa de circuito más pequeña, como 0,25 pulgadas x 0,25 pulgadas (esto es 1 / 16 del área de la placa de circuito frontal), cada resistencia térmica en la figura 4 se multiplicará por 16. Por ejemplo, la resistencia térmica de las capas fr4 de 52875 ° C / W de espesor T4 y 33,4 orejas ha aumentado de 52875 ° C / w a 83,5 ° C / W. agregar solo un agujero en la zona de 0,25 pulgadas por 0,25 pulgadas puede reducir casi a la mitad la resistencia térmica a través de fr4 de 33,4 orejas de espesor (83,5 ° C / W y 90,91 ° C / w). la superficie de los bloques de 0,25 pulgadas por 0,25 pulgadas es aproximadamente 400 veces mayor que la superficie del agujero. ¿Entonces, ¿ qué pasaría si renovaras los 16 hoyos de la zona? En comparación con los agujeros a través, la resistencia térmica efectiva de todos los agujeros a través paralelos se reducirá en 16 veces. La figura 7 compara la resistencia térmica de cada capa de placa de circuito de 0,25 pulgadas x 0,25 pulgadas con 16 agujeros. La resistencia térmica de la capa fr4 de 33,4 Lug de espesor de la placa de circuito de 0,25 pulgadas x 0,25 pulgadas es de 83,5 ° C / W.
La resistencia térmica equivalente de 16 agujeros paralelos es de 56821 ° C / W.
Estos 16 agujeros ocupan menos de 1 / 25 del área de la placa de circuito de 0,25 pulgadas x 0,25 pulgadas, pero pueden reducir significativamente las conexiones de resistencia térmica desde la parte superior hasta niveles más Bajos.
Comparación de la resistencia térmica
Para comparar la resistencia térmica, tenga en cuenta que cuando el calor fluye hacia abajo a través del agujero y llega a otra capa, especialmente a otra de cobre, se propaga horizontalmente a la capa de material. Aumentar cada vez más los agujeros de paso eventualmente reducirá este impacto, ya que el calor que se propaga de un nivel de agujeros de paso al material cercano eventualmente llega al calor de otra dirección (de otro agujero de paso). El tamaño de la placa de evaluación isl8240meval4z es de 3 pulgadas por 4 pulgadas. La placa de circuito tiene 2 onzas de cobre en la parte superior e inferior, y 2 onzas de cobre en cada una de las dos capas interiores.
Lograr una mayor densidad de potencia en un área más pequeña de la placa de pcb. Para que estas capas de cobre funcionen, la placa de circuito tiene 917 agujeros a través de 12 orejas de diámetro. Todos los agujeros ayudan a transmitir calor del módulo de alimentación a la capa de cobre.
