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Que se passe - t - il si nous ajoutons une connexion via du haut vers le bas du PCB?
Analysons l'ajout d'une connexion via. Le trou de PCB mesure environ 12 mils (0012 pouce). Lorsque vous faites un trou traversant, percez un trou de 0014 pouce de diamètre, puis placez - le avec du cuivre, ce qui peut ajouter environ 1 Mil (0001 pouce) d'épaisseur à la paroi de cuivre à l'intérieur du trou. La carte est également réalisée avec le processus de placage enig. Cela ajoute environ 200 micropouces de nickel et environ 5 micropouces d'or à la surface extérieure du cuivre.
Nous avons ignoré ces matériaux dans nos calculs et n'avons utilisé que du cuivre pour déterminer la résistance thermique des pores.
Type 2 est une formule pour calculer la résistance thermique d'un tube cylindrique.
Calcul de la résistance thermique des tubes cylindriques
Formule 2: calcul de la résistance thermique d'un tube cylindrique
La variable l est la longueur du tube cylindrique, k la conductivité thermique, R1 le grand rayon et R0 le petit rayon.
Pour un trou de 12 mils (diamètre) utilisant cette formule, nous avons R0 = 6 (0006 pouce), R1 = 7 (0007 pouce), k = 9 (cuivre plaqué).
12 dimensions de surface de l'orifice de l'oreille, 5: 12 dimensions de surface de l'orifice de l'oreille la variable l est la longueur du via (du Haut de la couche de cuivre au bas de la couche de cuivre). Les modules d'alimentation soudés sur la carte n'ont pas de couche résistive, mais pour d'autres zones, les ingénieurs de conception de PCB peuvent avoir besoin de placer une couche résistive sur le dessus de chaque via, sinon la zone au - dessus du via sera vide. Étant donné que le trou traversant se connecte uniquement à la couche de cuivre externe, il mesure 63,4 mils (00634 pouces) de longueur.
La résistance thermique de la longueur totale des Vias elle - même est de 167°c / W, comme indiqué dans l'équation 3.
Calcul de la résistance thermique des Vias (12 mil)
Formule 3: calcul de la résistance thermique des pores (12 mils)
Résistance thermique de chaque via connecté à chaque couche de la carte.
Résistance thermique des portions de Vias reliant les couches de la carte
La résistance thermique et la densité de puissance plus élevée de la partie traversante reliée à la couche de carte peuvent être réalisées sur une surface de carte PCB plus petite.
Notez que des densités de puissance plus élevées peuvent être obtenues sur des zones de carte PCB plus petites. Ces valeurs ne sont que la résistance thermique du via lui - même, sans tenir compte du fait que chaque partie de la carte est connectée horizontalement au matériau environnant. Si nous analysons la résistance thermique de chaque carte et la comparons à celle des Vias, il semble que la conductivité thermique des Vias soit beaucoup plus élevée que celle de chaque couche, mais Notez qu'un via occupe 1 pouce carré 1 / 5000 de la surface de la carte du circuit. Si nous décidons d'utiliser une surface de carte plus petite, par exemple 0,25 "x 0,25" (c'est 1 / 16 de la surface de la carte avant), chaque résistance thermique de la figure 4 sera multipliée par 16. Par exemple, l'augmentation de la résistance thermique de T4 et d'une couche de fr4 de 33,4 mil d'épaisseur de 5,2 875 °C / W à 83,5 °C / W. l'ajout d'un seul trou traversant dans une zone de 0,25 Po x 0,25 Po peut réduire la résistance thermique à travers le fr4 de 33,4 mil d'épaisseur de Près de la moitié (83,5 °C / W et 90,91 °C / w). La surface d'un bloc de 0,25 Po x 0,25 Po est environ 400 fois la surface du trou traversant. Alors, que se passe - t - il si vous rénovez 16 trous dans la région? La résistance thermique effective de tous les Vias parallèles sera réduite d'un facteur 16 par rapport aux vias. La figure 7 compare la résistance thermique de chaque couche de carte de 0,25 "x 0,25" avec 16 trous traversants. La résistance thermique de la couche fr4 épaisse de 33,4 broches de la carte de 0,25 "x 0,25" est de 83,5 ° C / W.
La résistance thermique équivalente des 16 pores parallèles est de 56821°c / W.
Ces 16 Vias occupent moins de 1 / 25 de la surface d'une carte de 0,25 "x 0,25", mais peuvent réduire considérablement les connexions résistantes à la chaleur du haut vers les niveaux inférieurs.
Comparaison de la résistance thermique
Pour comparer la résistance thermique, Notez que lorsque la chaleur descend à travers les trous et atteint une autre couche, en particulier une autre couche de cuivre, elle diffuse horizontalement vers la couche de matériau. L'ajout de pores de plus en plus poreux finira par réduire cet effet, car la chaleur diffusée d'un niveau poreux à un matériau voisin finira par atteindre la chaleur d'une autre direction (à partir d'un autre niveau poreux). La plaque d'évaluation isl8240meval4z Mesure 3 "x 4". Il y a 2 onces de cuivre dans les couches supérieure et inférieure de la carte, et 2 onces de cuivre dans chacune des deux couches internes.
Obtenez une densité de puissance plus élevée sur une zone de carte PCB plus petite. Pour que ces couches de cuivre fonctionnent, la carte comporte 917 trous traversants de 12 oreilles de diamètre. Tous les Vias aident à propager la chaleur du module d'alimentation à la couche de cuivre.
