干货！PCB热阻仿真落地指南，星载/冷板双场景Workbench实操建议

 

   

电子器件安装在PCB板上，PCB是复杂的多层结构，其中导热系数高的铜层，被导热系数低的环氧玻璃夹在中间。铜的导热系数385，环氧玻璃的导热系数0.35。由于两者导热系数的巨大差异，PCB整体具有很强的各向异性。也就是在平面方向和法向的导热系数不同。

通常PCB板的平面热导率和法向热导率，可以通过下面的计算求出。一个PCB板厚度为t，表面积为A，长度为L，宽度为W。那么各个铜层的厚度为，那么各个环氧玻璃层的厚度为,如下所示。

 

那么法向热阻，可以看作是一系列热阻的串联，如下式所示进行计算。

 

那么代入铜层和环氧玻璃层的热导率，上式变为。  

 

令，分别为铜和环氧玻璃层的厚度。

那么法向热阻定义，如下所示。

又有，那么法向热导率，解得结果如下所示。

下面计算平面热阻，可以把铜层和环氧层看成并联热阻。那么平面热阻定义如下。

 

代入，，上式转化为。

 

对于单个热通孔来说，其热阻如下。

 

PCB上不含热通孔部分的热阻，如式所示。

 

含热通孔的PCB的法向热阻，可以等效成N个热通孔的热阻与PCB上不含通孔区域的热阻并联。

含通孔的PCB的法向等效导热系数，如下所示。

PCB板如下所示，其中铜层厚度=0.07mm，环氧玻璃厚度=1.43mm，铜的热导率385， 环氧玻璃的导热系数0.35，热通孔13个，热通孔的内径3为mm，外径为6mm。计算等效传热系数如下所示。

含热通孔的PCB的法向热阻，计算如下所示。

含通孔的PCB的法向等效导热系数，计算如下所示。

为导热垫热导率，为导热垫的截面积，为导热垫厚度。代入上述数据后，.

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