过孔参数
典型值: 0.2-0.6mm
1 oz ≈ 35µm
PCB厚度
结果
单过孔热阻
192.4 °C/W
所需过孔数
2
总热阻
96.21 °C/W
温升
96.21 °C/W
预计结温
121.2 °C
临界 - 建议增加过孔
最大功率容量
1.04 W
建议过孔阵列
常见过孔配置
| Via Type | 过孔直径 | 镀层厚度 | R_th (°C/W) | Use Case |
|---|---|---|---|---|
| Small | 0.2 mm | 18 µm (0.5 oz) | ~280 | Signal vias, low power |
| Standard | 0.3 mm | 25 µm (0.7 oz) | ~140 | General thermal vias |
| Large | 0.4 mm | 35 µm (1 oz) | ~70 | Power devices |
| Power | 0.5 mm | 35 µm (1 oz) | ~50 | High power, LED |
| Filled | 0.6 mm | 50 µm (filled) | ~25 | Maximum thermal transfer |
Click on a row to use those values. R_th values are approximate for 1.6mm PCB thickness.
了解热过孔
热过孔是PCB中的镀通孔，用于将热量从一层传递到另一层，通常从元件的热焊盘传递到 内部接地平面或底部散热器。它们对于功率电子、LED照明和高性能电路中的热管理至关重要。
过孔的热阻取决于其几何形状和铜镀层厚度。多个并联过孔可降低总热阻，改善散热效果。
热过孔物理
热阻公式
单个过孔的热阻使用傅里叶热传导定律计算：
其中：
- Rth = 热阻 (°C/W)
- L = 过孔长度 / PCB厚度 (m)
- k = 铜的热导率 = 385 W/(m·K)
- A = 铜环形截面积 (m²)
铜环形面积
对于标准镀孔（非填充），铜形成空心圆柱：
其中r外是过孔半径，r内 = r外 - 镀层厚度。
并联过孔计算
当多个过孔并联使用时，它们的热阻像并联电阻一样相加：
其中N是过孔数量。过孔数量翻倍，热阻减半。
设计指南
过孔放置
- 在热焊盘下方 — 将过孔直接放置在QFN、DFN和功率封装的裸露焊盘下方
- 阵列模式 — 使用规则网格模式以实现均匀的热分布
- 过孔间距 — 为保证可制造性，中心到中心最小0.5mm
- 边缘间隙 — 过孔距焊盘边缘至少0.25mm
过孔尺寸
- 直径 — 较大的过孔热阻较低（典型值0.3-0.5mm）
- 镀层厚度 — 较厚的镀层可改善热导率（典型值25-35µm）
- 填充过孔 — 铜或导电环氧树脂填充提供最佳热性能
- 盖帽过孔 — 镀覆以允许在其上放置元件
PCB叠层考虑
- 靠近接地平面 — 将过孔连接到附近的接地平面以实现热扩散
- 热隔离 — 如果可能，避免在热焊盘上使用thermal relief
- 底部铜箔 — 底部大面积铜箔可改善对流
- 散热器安装 — 高功率应用考虑机械散热器
应用示例
QFN/DFN封装
大多数QFN封装底部都有裸露的芯片贴装焊盘（DAP）。该焊盘需要热过孔将热量传递到 内部铜层。典型设计根据封装尺寸和功耗使用4-9个过孔。
LED热管理
大功率LED在结点处产生大量热量。金属芯PCB（MCPCB）或LED热焊盘下的热过孔阵列 是必不可少的。对于1W以上的LED，预计需要6-12个热过孔或MCPCB。
功率MOSFET
DPAK和D2PAK封装通过漏极tab散热。tab应连接到带有热过孔的大面积铜箔以散布热量。 超过2W的功耗通常需要额外的热管理。
电压调节器
线性稳压器和开关转换器产生的热量与其损耗成正比。使用功耗计算器确定产生的热量， 然后相应地确定热过孔阵列的尺寸。
常见问题
应该使用填充过孔还是标准镀孔？
填充过孔提供更好的热导率，但成本更高。对于大多数应用，25-35µm铜的标准镀孔就足够了。 对于高功率应用或焊料吸芯是问题时使用填充过孔。
热过孔可以放置多近？
最小间距取决于您的PCB制造商。通常，使用标准工艺可以实现0.5mm中心到中心的间距。 请查看您的制造商的设计规则以获取确切的最小值。
热过孔会影响信号完整性吗？
热过孔通常放置在元件热焊盘下方，远离信号走线。如果放置在高速信号附近， 它们可能会影响阻抗。将热过孔与信号布线区域分开。
可以在热过孔上使用焊膏吗？
可以，但焊料可能会通过开放过孔发生芯吸，导致空洞。选项包括：使用较小的过孔 （<0.3mm）、填充和盖帽过孔，或用阻焊层覆盖过孔。一些设计使用填充过孔的 焊盘内过孔以获得最佳效果。
如何测量实际热性能？
使用热像仪或热电偶在运行期间测量温度。将测量的结温与计算值进行比较。 由于对流、辐射和PCB特定因素，实际性能可能有所不同。