如何設(shè)計帶有熱緩沖墊的電路板？

我曾經(jīng)讀到年輕的Eddie Rickenbacker被他的老同事惡作劇，當他們派他去找一個不存在的工具時。后來，里肯巴克將成為1900年代的賽車手，一名汽車公司，第一次世界大戰(zhàn)中的美國航空公司，政府顧問，最終成為東方航空公司的負責人。然而，作為該汽車商店的初級學徒，他必須像我們其他人一樣學習他的交易基礎(chǔ)知識。他通過提出很多問題來做到這一點。

如果你剛剛開始PCB熱釋放之旅，你可能也會遇到很多問題。這是一件好事，所以繼續(xù)問。我發(fā)現(xiàn)有一些問題，新設(shè)計師不愿意問。這通常是因為這些問題看起來很基本，以至于他們覺得這是他們應(yīng)該已經(jīng)知道的事情。其中一個主題是PCB散熱墊。

什么是散熱墊，為什么需要它們？我應(yīng)該什么時候使用它們？我該如何創(chuàng)建它們？如果您正在學習如何設(shè)計電路板，這些是您腦海中的一些問題，請繼續(xù)閱讀。我將盡力為您提供有關(guān)此主題的概述，以幫助您入門。別擔心，我不打算讓你找出像Rickenbacker的同事那樣的左手猴子扳手。

熱釋放和加熱墊是必要的。

什么是防熱墊？

< p>多層板通常具有內(nèi)部電源和接地層。這些內(nèi)部平面通常在CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建為負平面。負面是最終由電路板制造商制造的相反圖像。負平面上的圖像表示沒有金屬，它們用于在不連接到平面的孔周圍創(chuàng)建間隙。熱釋放墊用于將孔連接到平面，但它使用輻條和空隙來限制連接的金屬區(qū)域。這對于在電路板上焊接通孔很重要。

當通孔部分的引線直接連接到?jīng)]有散熱墊的內(nèi)部電源或接地平面時，金屬平面可以充當焊接過程中的散熱片。平面中的大面積金屬會導致熱量消散，并且在焊料回流之前需要更長的時間。由于部分引線部分需要比其他部分更長時間焊接，因此可能難以使所有引線正確焊接。這可能會導致焊點不良，最終可能導致間斷接觸或開路連接。

為了抵消這些影響，在負平面上使用熱釋放墊組件。散熱墊在孔周圍形成小金屬空隙，以便通過小金屬輻條進行連接。由于連接僅限于小輻條，因此與飛機其余部分的熱接觸較少。這允許通孔部分的電源或接地引線以與部件的其他引線相同的速率加熱和焊接。

使用負面平面不一定是負面體驗

在設(shè)計電路板時何時應(yīng)使用散熱墊？

當通孔部件的引線連接到負平面時，應(yīng)使用散熱墊。散熱墊中輻條的數(shù)量和寬度應(yīng)基于該引腳的功率要求。例如，需要40密耳走線連接到平面的電源引腳需要一個帶有4個10密耳寬輻條的散熱墊。

經(jīng)常出現(xiàn)的另一個問題是PCB通孔是否需要散熱墊。請記住，熱釋放墊的目的是抵消通孔焊接到內(nèi)部平面的散熱行為。由于通孔沒有焊接到焊頭，因此通常不需要熱性能緩沖墊，并且可以與平面牢固連接。

我如何創(chuàng)建一個散熱墊？

早期的CAD系統(tǒng)曾要求手動構(gòu)造散熱墊。在我的職業(yè)生涯中，我使用弧形，線條和多邊形來構(gòu)建數(shù)千個減壓墊。雖然目前許多CAD系統(tǒng)仍然可以使用此選項，但除非PCB設(shè)計需要自定義熱釋放圖案，否則通常不會使用此選項。

大多數(shù)現(xiàn)代CAD系統(tǒng)中的散熱墊均由規(guī)則創(chuàng)建。提供一個菜單，允許您指定打擊墊的形狀（圓形或方形），打擊墊的旋轉(zhuǎn)，輪輻的數(shù)量和輪輻的寬度。然后，可以將這些規(guī)則應(yīng)用于特定的引腳，層，網(wǎng)或網(wǎng)類。您通常還可以為各種情況設(shè)置多個規(guī)則，例如不同的網(wǎng)絡(luò)類，然后為這些規(guī)則設(shè)置優(yōu)先級。

除了您可能有的熱浮雕還有很多原本想象的。我們這里只介紹了基礎(chǔ)知識，但它應(yīng)該給你一個很好的起點。了解CAD工具如何使用散熱墊是確保您獲得成功的關(guān)鍵。

PCB設(shè)計軟件，如AltiumDesigner?，為您的創(chuàng)建和使用提供了廣泛的基于規(guī)則的功能防熱墊。此外，Altium新的和增強的設(shè)計環(huán)境將幫助您成功完成下一個表面貼裝PCB設(shè)計的各個方面。