PCB에 열 완화 기능을 추가하면 전기 저항이 증가합니까?

나는 단지 재미를 위해 PCB 디자인을 시작하고 열 완화라는이 용어를 만났다. 열 저항을 증가시켜 부품을 쉽게 납땜 할 수 있습니다. 그러나 내가 배운 것에 따르면 열 및 전기 저항은 항상 연결되어 있습니다. 열 방출이 전기 저항을 증가 시키는가? 그렇지 않다면 내가 저지른 실수는 무엇입니까? 어리석게 들릴 수도 있지만 마음에서 벗어날 수는 없습니다.

pcb resistance

— 사용자 2578666
소스

네 개의 흔적은 최소한 보통의 흔적만큼 큽니다. 지면이나 파워 플레인에 360도 연결되어 있지 않습니다. 그러나 그러한 비행기가 없다면, 당신은 얇은 흔적만을 가질 것입니다. 열 전도율이 우수하여 패드를 납땜하기가 어렵 기 때문에 열 릴리프가 사용됩니다. 그것은 또한 전기 전도성이 엄청나게 좋다는 것을 의미합니다. 당신이 보통 필요 이상으로.

— Kaz

더 흥미로운 질문은 고속 애플리케이션에서 중요 할 정도로 충분한 인덕턴스 를 추가 하는 것입니다.

— Chris Stratton

"열 및 전기 저항은 항상 연결되어 있습니다."반드시 그런 것은 아닙니다. 다이아몬드는 전기 절연체이며 알려진 최고의 고체 열 전도체입니다.

— endolith

답변:

열 릴리프 패드는 본질적으로 평면 (예 : 접지 평면)에 대한 구리 연결이 적은 패드입니다.

솔더 패드가 솔더링 될 영역을 노출시키면서 일반적인 패드는 모든 방향으로 간단하게 연결될 것이다. 그러나 구리 평면은 거대한 방열판 역할을하여 납땜을 어렵게 만들 수 있습니다. 패드의 철을 더 길게 유지하고 구성 요소를 손상시킬 위험이 있기 때문입니다.

구리 연결을 줄임으로써 평면으로의 열 전달량을 제한합니다. 물론 구리 전도 경로가 줄어들면 전기 저항도 커집니다. 저항의 증가는 열전도도의 감소에 비해 한계가 있습니다.

패드가 고전류를 전달하지 않는 한 (표준 열 완화의 경우) 4 개의 트레이스가 함께 전류를 전달하기에 충분하지 않은 경우에는 문제가되지 않습니다. 또는 열 방출로 인해 원치 않는 인덕턴스가 발생할 수있는 고주파 신호용 인 경우.

일반 및 열 완화 패드에 시각적으로 표시하기 만하면됩니다.

일반 및 열 릴리프 PCB 패드

왼쪽의 패드는 모든 방향으로 구리 평면 (녹색)에 연결되어 있으며 오른쪽의 패드는 구리 에칭을 통해 4 개의 "추적"만 평면에 연결되었습니다.

재미를 위해서, 나는 저항 저항 계산기 를 사용하여 실제로 전기 저항 차이가 무엇인지 추정했습니다.

열 완화 패드를 고려하십시오. 4 개의 "트레이스"가 패드에서 평면까지의 길이가 10mil (0.010 ")이고 길이가 약 10mil이라고 가정하면 각각 약 486μΩ의 저항을 갖습니다.

동시에 4 개의 "저항"은 다음과 같은 총 저항을 제공합니다.

{아르 자형}_{티 영형 티 ㅏ 엘} = \frac{1}{\frac{1}{486 μ Ω} \cdot 4} = \frac{486 μ Ω}{4} = 121.5 μ Ω

$R_{total} = \frac{1}{\frac{1}{486\mu\Omega} \cdot 4} = \frac{486\mu\Omega}{4} = 121.5 \mu \Omega$

열 릴리프에 의해 생성 된 하나의 빈 공간을 대략 3 개의 트레이스와 동일하게 만들면 총 16 개가됩니다.

{아르 자형}_{티 영형 티 ㅏ 엘} = \frac{486 μ Ω}{16} = 30.375 μ Ω

$R_{total} = \frac{486\mu\Omega}{16} = 30.375 \mu \Omega$

$0.0001215$ $0.000030375$

반면에 열 특성은 크게 다릅니다. 열전도율 공식을 잘 모르므로 계산하려고하지 않습니다. 그러나 나는 하나의 솔더링과 다른 솔더링 이 눈에 띄는 것을 경험에서 알 수 있습니다 .

_{1 온스 구리 층을 가정하여 계산 된 값입니다.}

— 젤턴
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그 이후로 만들어집니다. 전기 저항도 증가하지만 열 저항에 비해 그 증가는 그리 크지 않습니다.

— user2578666

열 계산의 경우 정밀하지는 않지만 열 저항의 변화가 전기 저항의 변화에 비례한다고 가정 할 수 있습니다. 따라서 4 배의 저항 증가 (아직 말했듯이 여전히 점진적인 증가)는 4 배 더 "더 쉬운"납땜 정도입니다. 열 방정식은 전기 방정식과 매우 유사합니다.

— scld

이 답변은 실제로는 좋지만,이 질문에 대해 비슷한 의미의 질문 을 살펴보아야합니다 . 따라서 기본적으로 보드를 손으로 납땜하거나 (열 완화) 오븐에 넣을 것인지 (그런 다음) 열 완화 기능을 넣지 마십시오).

— JAMS88

+1, 멋진 답변. 스루 홀 패드의 경우 평면 레이어 (PWR 및 GND) 에만 열 릴리프 패드가 필요하다는 것이 사실 입니까? 신호 레이어 (하단 및 상단)에는 열 완화 패드가 필요하지 않습니까? 10 배

— Sergei Gorbikov

@Segei 네, 패드가 평면이 아닌 트레이스에 연결되는 신호 레이어는 열 릴리프가 필요하지 않습니다. 추적이 크면 예외가있을 수 있습니다.

— JYelton

써멀 사용의 추가 이점은 교체 또는 기타 이유로 PCB에서 구성 요소를 제거해야하는 경우입니다. 열 릴리프가 없지만 평면이나 타설에 연결된 패드에 납땜 된 리드를 납땜 제거하는 것이 훨씬 더 어렵습니다. 설계 한 보드를 재 작업하는 사람은 보온병 사용에 대한 귀하의 생각에 감사 할 것입니다. RF 작업에서 열 스포크의 인덕턴스는 10 기가 헤르츠 이상의 높은 주파수에 도달 할 때까지 무시할 수 있습니다. 신호의 경로를 통과하지 않기 위해 평면의 주변 또는 타설 주변에 꿰매어지고 예상되는 주파수의 1 개 미만의 파장. 시도 할 경우 언제든지 "규칙"에 대한 예외를 찾을 수 있습니다.

— 돈 매 칼럼
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모든 규칙에는 예외가 있습니다. 좋은 질문. 위의 좋은 답변. 저는 일반적으로 비아와 패드를 평면에 "직접 연결"을 사용합니다. 납땜이 필요한 스루 홀 구성품이있는 경우를 제외하고. 따라서 커넥터, 저항기, 커패시터 등의 스루 홀 구성 요소의 경우 평면에 연결하는 경우 열 릴리프를 사용하십시오. 큰 흔적은 "열 평면"이 될 수 있습니다. SMT 구성 요소의 경우 보드가 오븐에서 리플 로우로 조립되고 있다고 가정하기 때문에 "직접 연결"을 사용합니다. 오븐은 전체 보드의 온도를 제어하므로 열 완화 기능이 조립에 도움이되지 않습니다. 안정성을 위해 SMT를 직접 조립하지 않는 것이 좋습니다. 손으로 납땜하는 커패시터를 크랙하기가 비교적 쉽습니다. 훈련 된 어셈블러의 경우에도 마찬가지입니다. 수리는 이차적 인 문제입니다. 대부분의 경우 보드가 폐기됩니다. 아니면해야합니다.

— 팀 F
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