¿Añadir resistencia térmica a la PCB aumenta la resistencia eléctrica?

Una almohadilla de alivio térmico es esencialmente una almohadilla que tiene menos conexiones de cobre a un plano (como un plano de tierra).

Una almohadilla normal simplemente se conectaría en todas las direcciones, con la máscara de soldadura exponiendo el área a soldar. Sin embargo, el plano de cobre sirve como un disipador de calor gigante que puede dificultar la soldadura, ya que requiere que mantenga la plancha sobre la almohadilla por más tiempo y corra el riesgo de dañar el componente.

Al reducir las conexiones de cobre, limita la cantidad de transmisión de calor al avión. Por supuesto, se deduce que, con las vías de conducción de cobre reducidas, también tiene mayor resistencia eléctrica. El aumento de la resistencia es marginal en comparación con la reducción de la conductividad térmica.

Esto no debería ser una preocupación a menos que la almohadilla lleve una corriente alta, de modo que las cuatro trazas (en un alivio térmico estándar) juntas no sean suficientes para llevar la corriente; o si es para señales de alta frecuencia donde el alivio térmico puede causar inductancia no deseada.

Solo para mostrar un aspecto visual en las almohadillas de alivio térmico normal vs:

Laalmohadilladelaizquierdaestáconectadaalplanodecobre(verde)entodaslasdirecciones,mientrasquelaalmohadilladeladerechatienecobregrabadodetalmaneraquesolocuatro"rastros" lo conectan con el plano.

Sólo por diversión, utilicé una calculadora de resistencia de traza para estimar qué electricidad la diferencia de resistencia en realidad podría ser.

Considere la almohadilla de alivio térmico. Si asumimos que las cuatro "trazas" tienen 10 mil de ancho (0.010 ") y aproximadamente 10 mil de longitud desde la almohadilla hasta el plano, entonces cada una de ellas tiene una resistencia de aproximadamente 486μΩ.

Los cuatro "resistors" en paralelo nos darían una resistencia total de:

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

Si nos aproximamos a un espacio vacío creado por el alivio térmico para tener el equivalente de aproximadamente tres de esas trazas, lo que nos da un total de 16:

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

Recuerde que estos valores son micro ohms o \ $ 0.0001215 \ $ y \ $ 0.000030375 \ $ ohms, respectivamente. Entonces, según una estimación aproximada, la diferencia en la resistencia eléctrica entre nuestras dos almohadillas hipotéticas es solo 91.125μΩ.

Las propiedades térmicas, por otro lado, son significativamente diferentes. No conozco muy bien las fórmulas de conductividad térmica, así que no intentaré calcularlas. Pero puedo decirle por experiencia que la soldadura de uno contra el otro es altamente notable.

_{Valores calculados asumiendo una capa de cobre de 1 oz.}

Un beneficio adicional para el uso de térmicas es cuando necesita eliminar un componente de una PCB para su reemplazo u otras razones. Es mucho más difícil desoldar un cable que se suelda a una almohadilla que no tiene alivio térmico, sino que está atada a un plano o vertido. Cualquier persona que esté reelaborando una tabla que usted haya diseñado apreciará su consideración al usar térmicas. En el trabajo de RF, la inductancia de los radios térmicos será despreciable hasta que se alcancen frecuencias realmente altas, 10s de Gigahertz o mejores, donde se utilizan métodos notablemente diferentes de conexión y las vías se utilizan principalmente para unir los planos de tierra (espaciados). menos de una longitud de onda de la frecuencia esperada aparte y cosida alrededor de la periferia del plano o vertido, no para dirigir las señales. (Siempre puedes encontrar excepciones a cualquier "regla" si lo intentas, pero la última oración es generalmente cierta).

Hay excepciones a todas las reglas. Buena pregunta. Buenas respuestas arriba. Generalmente uso "conexiones directas" para vía y pads a planos. Excepto si hay un componente de orificio pasante que debe soldarse. Por lo tanto, para los componentes de orificio pasante como conectores, resistencias, condensadores, etc., si se están conectando a un plano, use un alivio térmico. Tenga en cuenta que una traza grande puede convertirse en un "plano térmico". Para los componentes SMT, uso "conexiones directas" porque, supongo, la placa se está ensamblando con reflujo en un horno. El horno controla la temperatura de toda la placa, por lo que un alivio térmico no ayuda en el ensamblaje. No recomiendo el montaje manual de SMT por razones de fiabilidad. Es relativamente fácil de romper un condensador a mano soldándolo. Incluso para los ensambladores entrenados. La reparación es una preocupación secundaria. La mayoría de las veces el tablero es desechado. O debería ser.