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熱抵抗計算ツール経由

熱ビア設計のPCBビア熱抵抗、アレイ熱抵抗、熱コンダクタンス、および電流容量を計算

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公式

θ_via = h / (k_Cu × A_Cu), θ_array = θ_via / N

θ_via — Via thermal resistance (°C/W)
h — Board thickness (m)
k_Cu — Copper thermal conductivity (385 W/mK) (W/mK)
A_Cu — Copper cross-sectional area (m²)
N — Number of vias

仕組み

ビア熱抵抗は、放熱に使用される電気ビアの熱性能を示すプリント基板 (PCB) 設計における重要なパラメータです。これらの垂直導電経路はPCBのさまざまな層を接続し、電子部品からの熱伝達を管理する上で重要な役割を果たします。ビアの熱抵抗は、その形状、材料組成、周囲のPCB構造など、複数の要因に左右されます。 熱抵抗メカニズムには伝導による熱伝達があり、熱エネルギーは高温領域 (アクティブな電子部品など) からビアの金属構造を通って放熱層または外部の冷却面に移動します。ビアの有効性は、断面積、長さ、材料の導電率、および周囲のPCB層の熱特性によって決まります。

計算例

次のパラメータを使用して銅製ビアのビア熱抵抗を計算します。
-ビア直径: 0.3 mm
-ビア長さ: 1.6 mm
-銅の熱伝導率: 385 W/mK
ステップ 1: 断面積による計算
面積 = π * (直径/2) ² = π * (0.3/2) ² = 0.0707 mm²
ステップ 2: 熱抵抗の計算
R_熱 = 長さ/ (熱伝導率 x 面積)
R_Thermal = 1.6/(385 * 0.0707) = 0.059 K/W

実践的なヒント

  • ✓複数のビアを使用して熱をより効果的に分配する
  • ✓熱伝導率の高い銅を選んで熱伝導率を高めましょう。
  • ✓サーマルリリーフ構造を設計する際は、ビアアスペクト比を考慮してください
  • ✓熱シミュレーションソフトウェアを使用してビア熱性能を検証

よくある間違い

  • ✗高出力設計における熱抵抗による過小評価
  • ✗発熱部品に対するビア配置の軽視
  • ✗必要な熱放散に必要なビア径が不十分

よくある質問

ビアの直径が大きくなると、熱伝達の断面積が大きくなるため、熱抵抗が小さくなり、より効率的な熱伝導が可能になります。
はい。幅の広いビアを使用し、複数の並列ビアを使用し、導電率の高い材料を選択し、PCB層のスタックアップ設計を最適化すれば可能です。
通常、銅は熱伝導率が高いため最適な材料であり、銅合金よりも純銅（385 W/mK）が好まれます。

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