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Thermal

Thermischer Via-Array-Rechner

Berechnet den thermischen Widerstand einer Leiterplatte für die Wärmeverteilung von SMD-Gehäusen auf innere Kupferflächen oder Kühlkörper.

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Formel

θvia=Lk⋅A,θarray=θviaN\theta_{via} = \frac{L}{k \cdot A}, \quad \theta_{array} = \frac{\theta_{via}}{N}
θ— Thermal resistance (°C/W)
L— PCB thickness (via length) (m)
k— Thermal conductivity (W/m·K)
A— Via cross-sectional area (m²)
N— Number of vias

Wie es funktioniert

Thermische Durchkontaktierungen sind wichtige Komponenten im elektronischen Wärmemanagement. Sie dienen als leitende Pfade, um Wärme von Hochleistungskomponenten wegzuleiten. Der Wärmewiderstand einer Durchkontaktierung wird unter Berücksichtigung ihrer physikalischen Eigenschaften berechnet: Länge, Querschnittsfläche und Materialleitfähigkeit. Bei der Konstruktion von Leiterplatten (PCB) können mehrere Durchkontaktierungen strategisch angeordnet werden, um die Effizienz der Wärmeableitung zu erhöhen.

Bearbeitetes Beispiel

Problem: Berechnung des thermischen Via-Array-Widerstands für eine 1,6 mm dicke Leiterplatte mit 4 parallelen Kupferdurchkontaktierungen mit 0,3 mm Durchmesser Lösung: 1. Wärmewiderstand einer einzigen Durchkontaktierung: R_via = 1,6 mm/(385 W/m·K * □ * (0,15 mm) ²) 2. Reduzierung paralleler Via-Arrays: R_array = R_VIa/4 3. R_via ≈ 0,92 K/W 4. r_Array ≈ 0,23 K/W

Praktische Tipps

  • ✓Verwenden Sie eine feste Kupferfüllung für maximale Wärmeleistung
  • ✓Durchmesser und Abstand der Kontaktstellen sorgfältig prüfen
  • ✓Verifizieren Sie die Ergebnisse der thermischen Simulation mit physikalischen Tests

Häufige Fehler

  • ✗Vernachlässigung des Seitenverhältnisses
  • ✗Annahme einer gleichmäßigen Wärmeleitfähigkeit
  • ✗Überschauen durch Platzierungspräzision

Häufig gestellte Fragen

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