Перейти к содержанию

Тепловой барьер (thermal relief)

Площадку, соединённую с большим полигоном сплошь, трудно пропаять: медь отводит тепло паяльника. Тепловой барьер соединяет её с полигоном несколькими узкими перемычками, но там, где нужно отводить тепло или ток, он мешает.

Обновлено Редакция GAW

Тепловой барьер (thermal relief) — способ соединить площадку или переходное отверстие с полигоном меди не сплошь, а несколькими узкими перемычками. Вокруг площадки в полигоне делают кольцевой вырез, через который проходят «спицы» — по руководству TI SLMA002H соединение похоже на колесо.

Зачем. Большой полигон — хороший теплоотвод, и площадка, соединённая с ним сплошь, отдаёт тепло паяльника или печи в медь вокруг. Барьер ограничивает этот отток: по SLVA959B он нужен, чтобы при пайке нагревалась только площадка. По SLMA002H это стандартный приём, который применяют на большинстве современных плат.

Где барьер вреден. Узкие перемычки — это и большое тепловое, и большое электрическое сопротивление. Руководства TI прямо требуют обходиться без барьеров:

ГдеПочему сплошное соединение
Теплоотводные отверстия под корпусом с тепловой площадкойтепло должно уходить в слои; по SLVA959B барьер повышает температуру полигона вокруг отверстия (SLMA002H, SLVA959B)
Силовые переходные отверстияток идёт по меди, «спицы» сужают сечение (SLVA959B, рис. 3-1)

SLVA959B показывает на тепловых снимках разницу температур между барьером и сплошным соединением теплоотводных отверстий драйвера двигателя.

Правило простое: барьер — для обычных выводов, которые надо пропаять, сплошное соединение — для всего, через что идёт тепло или большой ток. Подробнее — в статьях «Теплоотвод через печатную плату» и «Переходные отверстия».

Частые вопросы

Зачем нужен тепловой барьер?

Чтобы облегчить пайку. Площадка, соединённая с большим полигоном сплошь, отдаёт тепло паяльника или печи в медь вокруг и плохо прогревается. Узкие перемычки барьера ограничивают этот отток, и площадка пропаивается. По руководствам TI это и есть назначение барьеров.

Когда тепловой барьер не нужен?

Там, где через соединение должно идти тепло или большой ток. TI в руководствах SLMA002H и SLVA959B требует соединять теплоотводные отверстия под корпусами с тепловой площадкой с полигонами сплошь, по всей окружности, а силовые отверстия — тоже без «спиц».

Как выглядит тепловой барьер?

Как колесо со спицами: площадка или отверстие окружены вырезом в полигоне, а с полигоном их соединяют несколько узких перемычек. Так его описывает руководство TI о корпусах PowerPAD.

Источники

  1. Texas Instruments. PowerPAD Thermally Enhanced Package (SLMA002H, revised July 2018) — разд. 2.4 — тепловой барьер похож на колесо со спицами и делает соединение с высоким тепловым сопротивлением, чтобы облегчить пайку; для теплоотводных отверстий под корпусом не рекомендуется — сплошное соединение по всей окружности
  2. Texas Instruments. Best Practices for Board Layout of Motor Drivers (SLVA959B, revised October 2021) — разд. 2.4 — барьеры уменьшают поток тепла между отверстием и полигоном, чтобы паяльник или печь нагревали только площадку; для теплоотвода их не применять, рис. 2-3 — тепловые снимки барьера и сплошного соединения; рис. 3-1 — силовые отверстия сплошные, не «спицами»

Нашли ошибку?

Смотрите также