在PCB上增加散热措施会增加电阻吗?


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我只是刚刚开始进行PCB设计(很有趣),遇到了一个称为散热的术语。它增加了热阻,因此可以轻松焊接组件。但是据我了解,热阻和电阻总是相连的。那么散热是否也以任何方式增加了电阻?如果没有,我犯的错误是什么?这听起来可能很愚蠢,但我无法摆脱。


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这四个迹线至少与普通迹线一样大。您只是没有获得与地面或电源平面的完整360度连接。但是,如果没有这样的飞机,您将只有一丝痕迹。使用散热片是因为导热性非常好,以至于很难焊接焊盘。这也意味着电导率非常好。比您通常需要的更多。
卡兹(Kaz)

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一个更有趣的问题可能是它是否增加了足够的电感以在高速应用中发挥重要作用。
克里斯·斯特拉顿

“始终连接热阻和电阻”不一定:金刚石是电绝缘体,也是已知的最好的固态热导体。
endlith 2013年

Answers:


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散热垫本质上是与平面(例如地平面)的铜连接较少的垫。

普通的焊盘将简单地在所有方向上连接,而阻焊层会暴露要焊接的区域。但是,铜平面会充当一个巨大的散热器,这可能会使焊接变得困难,因为这需要您将烙铁放在焊盘上的时间更长,并有损坏组件的风险。

通过减少铜连接,可以限制热量传递到平面。当然,随着铜导电路径的减少,您还将具有更大的电阻。与热导率的降低相比,电阻的增加是微不足道的。

除非焊盘承载的是大电流,以至于四个走线(在标准散热口上)合在一起不足以承载电流,否则这不必担心。或用于高频信号时,散热可能会引起不必要的电感。

只是为了在普通减震垫上显示视觉效果:

正常vs散热PCB焊盘

左侧的焊盘在所有方向上都连接到铜平面(绿色),而右侧的焊盘已蚀刻掉了铜,因此只有四个“迹线”将其连接到该平面。


只是为了好玩,我使用了跟踪电阻计算器来估算实际的电阻差异。

考虑散热垫。如果我们假设这四个“迹线”的宽度为10密耳(0.010“),并且从焊盘到平面的长度大约为10 mil,那么它们中的每一个的电阻约为486μΩ。

并联的四个“电阻器”将使我们的总电阻为:

[RŤØŤ一种=1个1个486μΩ4=486μΩ4=121.5μΩ

如果我们估算由散热装置产生的一个空白空间大约等于三个这样的迹线,则总共有16个:

[RŤØŤ一种=486μΩ16=30.375μΩ

0.00012150.000030375

另一方面,热性能明显不同。我不太了解导热系数公式,因此我不会尝试进行计算。但是我可以从经验中告诉您,将一个焊接与另一个焊接非常引人注目。

假设铜层为1盎司计算得出的值。


那就是因为。电阻也增加了,但与热阻相比,增加并不显着
user2578666 2013年

2
对于热计算,尽管不够精确,但您通常可以假设热阻的变化与电阻的变化成正比。因此,电阻的4倍增加(如您所说,仍然只是增量增加)使您的焊接变得更容易4倍。热方程与电方程非常相似。
scld

这个答案确实不错,但是您应该看一下这个答案,这个问题很有意义,因此基本上取决于您要用手焊接的板子(然后放上散热片)还是放在烤箱中(然后焊接)您不会放热)。
JAMS88

+1,很棒的答案。对于通孔焊盘,在平面层(PWR和GND)上才需要散热垫是真的吗?在信号层(底部和顶部)上,不需要散热垫,不是吗?10倍
谢尔盖·戈尔科科夫

@Segei是的,焊盘连接到走线而不是平面的信号层不需要散热。如果跟踪很大,则可能会有例外。
JYelton

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使用热敏电阻的另一个好处是,由于更换或其他原因需要从PCB上拆下元件时。将焊锡焊接到没有散热片但已绑在平面或倒出的焊盘上的焊锡要困难得多。任何对您设计的电路板进行重新设计的人都会感谢您使用散热片的体贴。在射频工作中,直到达到很高的频率(10吉赫兹或更高),热辐条的电感才可以忽略不计,在这种情况下,使用明显不同的连接方法,并且通孔通常用于将接地层连接在一起(隔开)小于期望的频率的一个波长,并且在整个平面的外围或倒出的方向上缝合在一起)不会使信号通过。(如果尝试,您始终可以找到任何“规则”的例外,


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每个规则都有例外。好问题。上面的好答案。我通常对通孔和焊盘使用“直接连接”。除非有需要焊接的通孔组件。因此,对于连接器,电阻器,电容器等通孔组件,如果它们连接至平面,请使用散热装置。请注意,较大的痕迹可能会成为“热平面”。对于SMT组件,我使用“直接连接”,因为我假设电路板是在回流炉中组装的。烤箱控制着整个电路板的温度,因此散热措施对组装没有帮助。出于可靠性考虑,我不建议手动组装SMT。手工焊接电容器比较容易破裂。即使是训练有素的装配工。维修是次要的问题。大多数情况下,板是报废的。还是应该的。

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