PCB'ye termal rölyef eklemek elektrik direncini artırır mı?

PCB tasarımına yeni başladım (eğlence için) ve termal kabartma olarak adlandırılan bu terimle karşılaştım. Termal direnci arttırır, böylece bileşenler kolayca lehimlenebilir. Ama öğrendiklerime göre, termal ve elektriksel direnç her zaman bağlı. Peki termal rahatlama elektrik direncini de herhangi bir şekilde arttırıyor mu? Değilse, yaptığım hata nedir? Bu aptalca gelebilir ama aklımdan çıkaramıyorum.

pcb resistance

— user2578666
kaynak

Dört iz en azından sıradan bir iz kadar büyüktür. Sadece 360 derece zemine veya güç düzlemine tam bağlantı elde edemezsiniz. Ancak böyle bir uçak olmasaydı, sadece ince bir iziniz olurdu. Termal rahatlama kullanılır, çünkü ısının iletkenliği yastığı lehimlemek zor olacak kadar iyidir. Bu aynı zamanda elektrik iletkenliğinin gülünç derecede iyi olduğu anlamına gelir; genellikle ihtiyacınızdan daha fazla.

— Kaz

Daha ilginç bir soru , yüksek hızlı uygulamalarda önemli olacak kadar endüktans ekleyip eklememesi olabilir.

— Chris Stratton

"termal ve elektriksel direnç her zaman bağlıdır" Mutlaka değil: Diamond elektriksel bir yalıtkandır ve bilinen en iyi katı ısı iletkendir.

— endolit

Yanıtlar:

Bir termal tahliye pedi esasen bir düzleme (yer düzlemi gibi) daha az bakır bağlantısına sahip bir peddir.

Normal bir ped, lehim maskesi lehimlenecek alanı açığa çıkaracak şekilde her yöne bağlanabilir. Ancak bakır düzlem daha sonra lehimlemeyi zorlaştırabilecek dev bir soğutucu görevi görür, çünkü ütüyü ped üzerinde daha uzun tutmanızı ve bileşene zarar verme riskini gerektirir.

Bakır bağlantılarını azaltarak, düzleme ısı aktarım miktarını sınırlarsınız. Tabii ki, azaltılmış bakır iletim yollarıyla, daha fazla elektrik direncine sahip olursunuz. Dirençteki artış, termal iletkenlikteki azalmaya kıyasla marjinaldir.

Bu ped, dört akımın (standart bir termal rölyef üzerinde) birlikte akımı taşımak için yetersiz olacağı şekilde yüksek akım taşımadığı sürece endişe etmemelidir; veya termal rölyefin istenmeyen endüktansa neden olabileceği yüksek frekanslı sinyaller içinse.

Sadece normal ve termal kabartma pedleri üzerinde bir görsel göstermek için:

Normal ve Termal Rölyef PCB Pad

Soldaki ped her yöne bakıldığında bakır düzlemine (yeşil) bağlanırken, sağdaki ped ise sadece dört "iz" u düzleme bağlayacak şekilde bakırdan oyulmuştur.

Sadece eğlence için, elektrik direnci farkının gerçekte ne olabileceğini tahmin etmek için bir iz direnci hesaplayıcısı kullandım.

Termal tahliye pedini düşünün. Dört "iz" in 10 mil genişliğinde (0.010 ") ve pedden düzleme yaklaşık 10 mil uzunluğunda olduğunu varsayarsak, bunların her biri yaklaşık 486μΩ dirence sahiptir.

Paralel olarak dört "direnç" bize toplam direnç sağlar:

{R,}_{t Ö t bir l} = \frac{1}{\frac{1}{486 μ Ω} \cdot 4} = \frac{486 μ Ω}{4} = 121.5 μ Ω

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

Termal kabartma tarafından yaratılan bir boş alana yaklaşık üç ize sahip olacak şekilde yaklaşırsak, bize toplam 16 verir:

{R,}_{t Ö t bir l} = \frac{486 μ Ω}{16} = 30,375 μ Ω

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

$0.0001215$ $0.000030375$

Termal özellikler ise önemli ölçüde farklıdır. Termal iletkenlik formüllerini çok iyi bilmiyorum, bu yüzden hesaplamaya çalışmaz. Ama size deneyimlerimden, birini diğerine lehimlemenin son derece dikkat çekici olduğunu söyleyebilirim .

_{Değerler, 1 oz bakır tabaka olduğu varsayılarak hesaplanmıştır.}

— JYelton
kaynak

O zamandan bu yana. Onun elektrik direnci de artar ama termal dirence kıyasla artış o kadar önemli değildir

— user2578666

Termal hesaplamalar için, kesin olmasa da, çoğunlukla termal dirençteki değişimin elektrik direncindeki değişiklikle orantılı olduğunu varsayabilirsiniz. Yani, 4x direnç artışınız (söylediğiniz gibi, hala artımlı bir artıştır) sizi 4x "daha kolay" lehimleme sırasına sokar. Termal denklemler, elektriksel denklemlere çarpıcı bir benzerlik gösterir.

— scld

Bu cevap GERÇEKTEN iyidir, ancak bu cevaba çok mantıklı olan benzer bir soruya bir göz atmalısınız, bu nedenle temel olarak tahtanızın elle lehimlenmesine (daha sonra termal rahatlama koyarsınız) veya fırına (sonra termal rahatlama koymayın).

— JAMS88

+1, harika cevap. Geçiş deliği pedi için termal düzlemsel pedlerin sadece düzlem tabakalarda (PWR ve GND) gerekli olduğu doğru mu? Sinyal katmanlarında (alt ve üst) termal tahliye pedine gerek yoktur, değil mi? 10x.

— Sergei Gorbikov

@Segei Evet, pedin bir düzlemden ziyade bir ize bağlandığı bir sinyal katmanının termal bir rahatlamaya ihtiyacı olmamalıdır. İz büyükse istisnalar olabilir.

— JYelton

Termiklerin kullanımının ek bir yararı, bir bileşeni değiştirme veya başka nedenlerle PCB'den çıkarmanız gerektiğidir. Termal rölyefi olmayan ancak bir düzleme veya dökülen bir balata lehimlenmiş bir elektrot telini sökmek çok daha zordur. Tasarladığınız bir tahtayı yeniden çalıştıran herhangi biri, termal kullanmak için düşüncelerinizi takdir edecektir. RF çalışmasında, termal konuşmacıların endüktansı, gerçekten yüksek frekanslara, 10s Gigahertz veya daha iyisine ulaşana kadar, şeyleri kancalamak için farklı yöntemlerin kullanıldığı ve viyallerin çoğunlukla yer düzlemlerini birbirine bağlamak için kullanıldığı (aralıklı) göz ardı edilebilir olacaktır. ayrılan ve düzlemin çevresinin etrafına dikilen veya dökülen frekansın birden fazla dalga boyundan daha az) sinyalleri yönlendirmemek. (İsterseniz, herhangi bir "kural" için istisnalar bulabilirsiniz,

— Don McCallum
kaynak

Her kuralın bir istisnası vardır. İyi soru. Yukarıdaki iyi yanıtlar. Uçaklar üzerinden ve pedler için genellikle "doğrudan bağlantılar" kullanıyorum. Lehimlenmesi gereken bir açık delik bileşeni varsa hariç. Dolayısıyla, bir uçağa bağlanıyorlarsa, konektörler, dirençler, kapasitörler vb. Delikli bileşenler için bir termal rahatlama kullanın. Büyük bir iz "termal düzlem" olabilir unutmayın. SMT bileşenleri için, "doğrudan bağlantı" kullanıyorum, çünkü kartın bir fırında yeniden akışla monte edildiğini varsayıyorum. Fırın tüm kartın sıcaklığını kontrol eder, bu nedenle termal bir rahatlama montajda yardımcı olmaz. Güvenilirlik nedeniyle SMT'nin el montajını önermiyorum. Bir lehimleyici el lehimlemek nispeten kolay. Eğitimli montajcılar için bile. Onarım ikincil bir husustur. Çoğu zaman tahta hurdaya ayrılır. Ya da olmalı.

— Tim F
kaynak