PCB铜皮面积的计算

首先给出答案，对于散热，并非铜皮面积越大越好，铜皮较薄时更是如此。

使用1平方英寸以上的铜皮面积来散热性价比已经不高，但对于2oz或更厚的敷铜板，铜面积可增大到3平方英寸(两面均如此)。超过以上限制，则需使用外部散热器。功率器件表面与大气的实际热阻大约为30℃/W。即IC内部每消耗1W温度升高 30℃。可利用下面经验公式求出所需铜皮面积

式中，P的单位为W，Rth为热阻，单位为℃/W。

下面举例说明，假设功耗为1.5W。要求即使在最恶劣环境温度（即55℃）时，器件温升也不能超过 100℃（不能超过 PCB安全温度）。这样，所求热阻应为

因此，所需铜皮面积为

若该面积为方形，则边长应为 6.79^0.5 = 2.6in。只要能保证该面积，也可将其布成矩形或其他形状。注意，由于所需面积超过1平方英寸，需要使用2oz板。2oz板可以更方便考虑功率器件散热，能够空出更大铜皮区域有利于自然对流散热。

其次应该了解热量并非都是从铜皮表面散失掉的。常用于SMT(表面处理技术)的板材粘层为环氧树脂FR4，它是很好的导热材料。安装器件一面的产热可通过上述材料传递到板的另一面，该表面接触空气可帮助降低热阻。因此即使在板的另外一面设置铜平面，同样也有散热效果，但只可以减小10%~20%的热阻。

注意该“背面”的铜平面并不需要与散热器件同电位，它可以是公共地的铜平面。还有一种可大幅减小热阻（约50% ~ 70%）的方法，它利用一排小过孔（也称“热孔”）将器件的产热从PCB的一面传到另一面。若使用热孔，其孔径应很小（内径0.3mm~0.33mm），这样可在过孔镀过程中将它们填满。热孔太大会在波峰焊时产生“焊芯”，从而使孔中吸人大量焊锡，易使孔附近器件产生虚焊点。

对散热区域，热孔的“间距”（热孔中心距）一般为1mm~1.2mm。功率器件的周边，甚至散热片下方都可以设置这类热孔网络以实现散热。