PCB銅皮面積的計(jì)算

首先給出答案，對(duì)于散熱，并非銅皮面積越大越好，銅皮較薄時(shí)更是如此。

使用1平方英寸以上的銅皮面積來(lái)散熱性價(jià)比已經(jīng)不高，但對(duì)于2oz或更厚的敷銅板，銅面積可增大到3平方英寸(兩面均如此)。超過以上限制，則需使用外部散熱器。功率器件表面與大氣的實(shí)際熱阻大約為30℃/W。即IC內(nèi)部每消耗1W溫度升高 30℃?？衫孟旅娼?jīng)驗(yàn)公式求出所需銅皮面積

式中，P的單位為W，Rth為熱阻，單位為℃/W。

下面舉例說明，假設(shè)功耗為1.5W。要求即使在最惡劣環(huán)境溫度（即55℃）時(shí)，器件溫升也不能超過 100℃（不能超過 PCB安全溫度）。這樣，所求熱阻應(yīng)為

因此，所需銅皮面積為

若該面積為方形，則邊長(zhǎng)應(yīng)為 6.79^0.5 = 2.6in。只要能保證該面積，也可將其布成矩形或其他形狀。注意，由于所需面積超過1平方英寸，需要使用2oz板。2oz板可以更方便考慮功率器件散熱，能夠空出更大銅皮區(qū)域有利于自然對(duì)流散熱。

其次應(yīng)該了解熱量并非都是從銅皮表面散失掉的。常用于SMT(表面處理技術(shù))的板材粘層為環(huán)氧樹脂F(xiàn)R4，它是很好的導(dǎo)熱材料。安裝器件一面的產(chǎn)熱可通過上述材料傳遞到板的另一面，該表面接觸空氣可幫助降低熱阻。因此即使在板的另外一面設(shè)置銅平面，同樣也有散熱效果，但只可以減小10%~20%的熱阻。

注意該“背面”的銅平面并不需要與散熱器件同電位，它可以是公共地的銅平面。還有一種可大幅減小熱阻（約50% ~ 70%）的方法，它利用一排小過孔（也稱“熱孔”）將器件的產(chǎn)熱從PCB的一面?zhèn)鞯搅硪幻?。若使用熱孔，其孔徑?yīng)很?。▋?nèi)徑0.3mm~0.33mm），這樣可在過孔鍍過程中將它們填滿。熱孔太大會(huì)在波峰焊時(shí)產(chǎn)生“焊芯”，從而使孔中吸人大量焊錫，易使孔附近器件產(chǎn)生虛焊點(diǎn)。

對(duì)散熱區(qū)域，熱孔的“間距”（熱孔中心距）一般為1mm~1.2mm。功率器件的周邊，甚至散熱片下方都可以設(shè)置這類熱孔網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)散熱。