Có thêm cứu trợ nhiệt trên PCB làm tăng điện trở?

Tôi mới bắt đầu thiết kế PCB (cho vui) và đã gặp thuật ngữ này được gọi là giảm nhiệt. Nó làm tăng khả năng chịu nhiệt để các thành phần có thể được hàn dễ dàng. Nhưng theo những gì tôi đã học được, điện trở nhiệt và điện luôn được kết nối. Vì vậy, giảm nhiệt trong bất kỳ cách nào cũng làm tăng điện trở? Nếu không, tôi đang mắc lỗi gì? Điều này nghe có vẻ ngớ ngẩn nhưng tôi không thể lấy nó ra khỏi tâm trí của tôi.

pcb resistance

— người dùng2578666
nguồn

Bốn dấu vết ít nhất là lớn như một dấu vết thông thường. Bạn chỉ không nhận được kết nối 360 độ đầy đủ với mặt đất hoặc máy bay điện. Nhưng nếu không có mặt phẳng như vậy, bạn sẽ chỉ có một dấu vết mỏng. Việc giảm nhiệt được sử dụng vì độ dẫn nhiệt tốt đến mức khó hàn miếng đệm. Điều đó cũng có nghĩa là tính dẫn điện tốt đến mức nực cười; nhiều hơn bạn thường cần

— Kaz

Một câu hỏi thú vị hơn có thể là nếu nó bổ sung đủ độ tự cảm có ý nghĩa trong các ứng dụng tốc độ cao.

— Chris Stratton

"Điện trở nhiệt và điện luôn được kết nối" Không nhất thiết: Kim cương là chất cách điện và là chất dẫn nhiệt rắn tốt nhất được biết đến.

— endolith

Câu trả lời:

Một miếng đệm giảm nhiệt về cơ bản là một miếng đệm có ít kết nối đồng với mặt phẳng (như mặt phẳng mặt đất).

Một miếng đệm bình thường đơn giản sẽ được kết nối theo mọi hướng, với mặt nạ hàn cho thấy khu vực được hàn. Tuy nhiên, mặt phẳng đồng sau đó đóng vai trò là một bộ tản nhiệt khổng lồ có thể gây khó khăn cho việc hàn, bởi vì nó yêu cầu bạn giữ bàn ủi trên miếng đệm lâu hơn và có nguy cơ làm hỏng linh kiện.

Bằng cách giảm các kết nối đồng, bạn giới hạn lượng truyền nhiệt cho mặt phẳng. Tất nhiên, theo sau, với các đường dẫn dẫn đồng giảm, bạn cũng có điện trở lớn hơn. Sự tăng sức đề kháng là cận biên so với việc giảm độ dẫn nhiệt.

Điều này không phải là một mối quan tâm trừ khi miếng đệm mang dòng điện cao sao cho bốn dấu vết (trên một mức giảm nhiệt tiêu chuẩn) cùng nhau không đủ để mang dòng điện; hoặc nếu nó dành cho tín hiệu tần số cao trong đó sự giảm nhiệt có thể gây ra độ tự cảm không mong muốn.

Chỉ để hiển thị một hình ảnh trên miếng đệm giảm nhiệt bình thường:

Bình thường vs Nhiệt PCB Pad

Miếng đệm bên trái được kết nối với mặt phẳng đồng (màu xanh lá cây) theo mọi hướng trong khi miếng đệm bên phải đã được khắc đồng sao cho chỉ có bốn "dấu vết" kết nối nó với mặt phẳng.

Để cho vui, tôi đã sử dụng một máy tính kháng vết để ước tính sự khác biệt điện trở thực sự có thể là gì.

Hãy xem xét các miếng đệm nhiệt. Nếu chúng ta giả sử bốn "dấu vết" rộng 10 triệu (0,010 ") và dài khoảng 10 triệu từ miếng đệm đến mặt phẳng, thì mỗi dấu vết có điện trở khoảng 486μΩ.

Bốn "điện trở" song song sẽ cho chúng ta tổng trở kháng:

R_{t o t một tôi} = = \frac{1}{\frac{1}{486 μ Ω} \cdot 4} = = \frac{486 μ Ω}{4} = = 121,5 μ Ω

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

Nếu chúng ta ước tính một không gian trống được tạo ra bởi bức phù điêu nhiệt có tương đương với khoảng ba dấu vết như vậy, thì chúng ta có tổng cộng 16 điểm:

R_{t o t một tôi} = = \frac{486 μ Ω}{16} = = 30.375 μ Ω

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

Hãy nhớ các giá trị này lần lượt là micro ohms hoặc và ohms. Vì vậy, theo ước tính sơ bộ, sự khác biệt về điện trở giữa hai miếng đệm giả thuyết của chúng tôi chỉ là 91.125μΩ. $0.0001215$ $0.000030375$

Các tính chất nhiệt, mặt khác, là khác nhau đáng kể. Tôi không biết rõ về các công thức dẫn nhiệt, vì vậy tôi sẽ không thử tính toán nó. Nhưng tôi có thể nói với bạn từ kinh nghiệm rằng hàn cái này so với cái kia rất đáng chú ý.

_{Các giá trị được tính toán giả sử một lớp đồng 1 oz.}

— JYelton
nguồn

Điều đó làm cho kể từ đó. Điện trở của nó cũng tăng nhưng mức tăng không đáng kể so với điện trở nhiệt

— user2578666 19/07/13

Đối với tính toán nhiệt, mặc dù không chính xác, bạn hầu như có thể giả định sự thay đổi điện trở nhiệt tỷ lệ thuận với sự thay đổi điện trở. Vì vậy, mức tăng sức đề kháng tăng gấp 4 lần của bạn (mà như bạn đã nói, vẫn chỉ là sự gia tăng gia tăng) giúp bạn đạt được mức độ hàn "dễ dàng" hơn gấp 4 lần. Các phương trình nhiệt mang một sự tương đồng nổi bật với các phương trình điện.

— scld

Câu trả lời này thực sự tốt, nhưng bạn nên xem câu trả lời này cho một câu hỏi tương tự có ý nghĩa rất lớn, vì vậy về cơ bản phụ thuộc vào việc bảng của bạn sẽ được hàn bằng tay (sau đó bạn đặt miếng giảm nhiệt) hoặc trong lò nướng (sau đó bạn không đặt cứu trợ nhiệt).

— Jams88

+1, câu trả lời tuyệt vời. Có đúng là đối với một lỗ xuyên qua, một miếng đệm giảm nhiệt chỉ cần thiết trên các lớp mặt phẳng (PWR và GND)? Trên các lớp tín hiệu (dưới cùng và trên cùng) không cần miếng đệm giảm nhiệt, phải không? 10 lần.

— Sergei Gorbikov

@Segei Có, một lớp tín hiệu nơi miếng đệm kết nối với dấu vết chứ không phải mặt phẳng không cần giảm nhiệt. Nếu dấu vết lớn, có thể có ngoại lệ.

— JYelton

Một lợi ích bổ sung cho việc sử dụng nhiệt là khi bạn cần loại bỏ một thành phần khỏi PCB để thay thế hoặc lý do khác. Thật khó khăn hơn để khử chì một chì được hàn vào một miếng đệm không có giảm nhiệt mà được gắn vào một mặt phẳng hoặc đổ. Bất kỳ ai làm lại một bảng mà bạn đã thiết kế sẽ đánh giá cao sự chu đáo của bạn khi sử dụng thermals. Trong công việc RF, độ tự cảm của nan hoa nhiệt sẽ không đáng kể cho đến khi bạn đạt được tần số thực sự cao, 10 giây Gigahertz hoặc tốt hơn, trong đó các phương pháp móc khác nhau được sử dụng và vias chủ yếu được sử dụng để gắn các mặt phẳng với nhau nhỏ hơn một bước sóng của tần số dự kiến tách rời và khâu tất cả xung quanh ngoại vi của mặt phẳng hoặc đổ) không để tín hiệu định tuyến đi qua. (Bạn luôn có thể tìm thấy ngoại lệ cho bất kỳ "quy tắc" nào nếu bạn thử,

— Don McCallum
nguồn

Có ngoại lệ cho mọi quy tắc. Câu hỏi hay. Câu trả lời tốt ở trên. Tôi thường sử dụng "kết nối trực tiếp" cho qua và miếng đệm cho máy bay. Ngoại trừ nếu có một thành phần thông qua lỗ cần được hàn. Vì vậy, để thông qua các thành phần lỗ như đầu nối, điện trở, tụ điện, v.v., nếu chúng đang kết nối với mặt phẳng, hãy sử dụng một tấm giảm nhiệt. Lưu ý một dấu vết lớn có thể trở thành một "mặt phẳng nhiệt". Đối với các thành phần SMT, tôi sử dụng "kết nối trực tiếp" bởi vì, tôi giả sử, bo mạch đang được lắp ráp với dòng chảy lại trong lò. Lò nướng kiểm soát nhiệt độ của toàn bộ bo mạch, do đó, việc giảm nhiệt không hỗ trợ cho việc lắp ráp. Tôi không khuyên bạn nên lắp ráp bằng tay vì lý do độ tin cậy. Nó tương đối dễ dàng để bẻ khóa một tụ điện tay nó. Ngay cả đối với các nhà lắp ráp được đào tạo. Sửa chữa là mối quan tâm thứ yếu. Hầu hết các bảng thường bị loại bỏ. Hoặc nên.

— Tim F
nguồn