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Cosa succede se aggiungiamo connessioni passanti dalla parte superiore del PCB alla parte inferiore?
Analizziamo la situazione dell'aggiunta di una connessione passante. La dimensione del foro PCB attraverso il foro è di circa 12 mil (0,012 pollici). Quando si fa un foro passante, perforare un foro di diametro 0,014 pollici e poi placcarlo con rame, che può aumentare la parete di rame di circa 1 mil (0,001 pollici) di spessore all'interno del foro. Il circuito stampato utilizza anche il processo di placcatura Enig. Questo aggiunge circa 200 micropollici di nichel e circa 5 micropollici di oro alla superficie esterna del rame.
Abbiamo ignorato questi materiali nei nostri calcoli e utilizzato solo rame per determinare la resistenza termica della via.
Il tipo 2 è una formula per calcolare la resistenza termica di un tubo cilindrico.
Calcolo della resistenza termica del tubo cilindrico
Formula 2: Calcolare la resistenza termica di un tubo cilindrico
La variabile L è la lunghezza del tubo cilindrico, K è la conducibilità termica, R1 è il grande raggio e R0 è il piccolo raggio.
Per un foro di 12 mil (diametro) usando questa formula, abbiamo r0 = 6 (0,006 pollici), r1 = 7 (0,007 pollici) e k = 9 (placcatura in rame).
Le 12 dimensioni superficiali del foro auricolare e la variabile di dimensione superficiale L del foro auricolare 5:12 è la lunghezza del foro passante (dallo strato superiore di rame al fondo dello strato di rame). Il modulo di potenza di saldatura sul circuito stampato non ha uno strato resistivo, ma per altre aree, gli ingegneri di progettazione PCB potrebbero aver bisogno di posizionare uno strato resistivo sopra ogni foro passante, altrimenti l'area sopra il foro passante sarà vuota. Poiché la via è collegata solo allo strato esterno di rame, la sua lunghezza è 63,4 mil (0,0634 pollici).
La resistenza termica della lunghezza totale via stessa è 167°c/w, come mostrato nell'equazione 3.
Calcolare la resistenza termica del foro passante (12 Mil)
Formula 3: Calcolare la resistenza termica della via (12 mil)
La resistenza termica di ogni foro passante collegato ad ogni strato del circuito stampato.
La resistenza termica della sezione passante che collega gli strati del circuito stampato
La resistenza termica della sezione passante collegata allo strato del circuito stampato e una maggiore densità di potenza possono essere raggiunte su una più piccola area della scheda PCB.
Si noti che una maggiore densità di potenza può essere raggiunta su una più piccola area della scheda PCB. Questi valori sono solo la resistenza termica del foro passante stesso e non si considera che ogni parte del circuito sia collegata orizzontalmente al materiale circostante. Se analizziamo la resistenza termica di ogni circuito stampato e li confrontiamo con la resistenza termica dei fori passanti, sembra che la resistenza termica dei fori passanti sia molto superiore alla resistenza termica di ogni strato, ma si prega di notare che un foro passante occupa 1 pollice quadrato del circuito 1/5000 dell'area della scheda. Se decidiamo di avere una più piccola area del circuito stampato, come 0,25 pollici x 0,25 pollici (che è 1/16 dell'area del circuito stampato anteriore), ogni resistenza termica nella Figura 4 aumenterà di 16 volte. Ad esempio, la resistenza termica di T4 e 33,4 strati densi di FR4 orecchie spesse è aumentata da 5,21875°c/w a 83,5°c/w. L'aggiunta di un solo foro passante all'area 0,25 pollici x 0,25 pollici può ridurre la resistenza termica attraverso lo strato 33,4 orecchio FR4 di quasi metà (83,5°c/w e 90,91°c/w). L'area del blocco 0,25 pollici x 0,25 pollici è circa 400 volte l'area del foro passante. Quindi, se ristrutturate 16 buche nella zona, cosa accadrà? Rispetto ai fori passanti, la resistenza termica effettiva di tutti i fori passanti paralleli sarà ridotta di 16 volte. Figura 7 confronta la resistenza termica di ogni strato del circuito da 0,25 pollici x 0,25 pollici con 16 fori passanti. La resistenza termica dello strato FR4 spesso 33,4 del circuito stampato da 0,25 pollici x 0,25 pollici è 83,5 ° C/w.
La resistenza termica equivalente di 16 vie parallele è di 5,6821°c/w.
Questi 16 fori passanti occupano meno di 1/25 dell'area del circuito da 0,25 pollici x 0,25 pollici, ma possono ridurre significativamente il collegamento di resistenza termica dall'alto al livello inferiore.
Confronto della resistenza termica
Per il confronto della resistenza termica, si prega di notare che quando il calore scorre giù attraverso il foro e raggiunge un altro strato, in particolare un altro strato di rame, si diffonderà orizzontalmente allo strato materiale. Aggiungere sempre più vias ridurrà infine l'effetto, perché il calore che si diffonde orizzontalmente da una via ai materiali vicini alla fine raggiungerà il calore dall'altra direzione (da un'altra via). La dimensione della scheda di valutazione isl8240meval4z è 3 pollici x 4 pollici. Il piano superiore e inferiore del circuito stampato hanno 2 once di rame, e i due strati interni hanno ciascuno 2 once di rame.
Ottenere una maggiore densità di potenza su una più piccola area della scheda PCB. Per far funzionare questi strati di rame, il circuito ha 917 fori passanti con un diametro di 12 orecchie. Tutti i fori passanti aiutano a diffondere il calore dal modulo di alimentazione allo strato di rame.
