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兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘自动生成算法制造技术

技术编号:40232803 阅读:6 留言:0更新日期:2024-02-02 22:34
本发明专利技术属于PCB板设计技术领域,具体公开了一种兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘自动生成算法,首先,根据焊盘区的径向宽度,计算连接区的周向宽度,并进一步计算隔离区的径向宽度;根据步骤上述计算结果,绘制四块隔离区,即生成兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘。采用本发明专利技术设计的花焊盘,既保证了焊盘区温度可以快速上升,同时焊盘区到大铜箔区的电阻尽可能小;能够兼顾其热传导率和电气特性,还方便后期实物加工。本发明专利技术适用于PCB板设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于pcb板设计,涉及一种兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘自动生成算法


技术介绍

1、焊盘是pcb电路板的重要组成部分,是pcb表面裸露的一部分金属,用来焊接器件。热焊盘是连接焊盘到平面间的一段短走线,在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接。对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:(1)焊接需要大功率加热器;(2)容易造成虚焊点。

2、为了消除上述不良隐患,目前的做法是把焊盘设计成如图1所示的十字花焊盘,这种结构的焊盘在焊盘区3外围周向设置四段径向宽度为g的圆弧型隔离区1,四段隔离区1总体上形成围绕焊盘区3的圆环形隔离带,不同的隔离区1之间留有连接区2,通过连接区2将隔离带两侧的焊盘区3和大铜箔区4相连。隔离带内侧的焊盘区3径向宽度为l。连接区2的周向宽度为h。

3、十字花焊盘通过设置隔离区1,能够使得焊接时热量不至于太快被传导出去,保证了焊接温度,而存留的连接区2也保证了一定电气性能的连接。但是,设计中出现了如下矛盾点:为了焊接热量不至于太快被传导出去,需要焊盘区3与大铜箔区4接触面积尽可能小:即h尽可能小;而为了电气性能好,需要焊盘区3与大铜箔区4之间的电阻尽可能小:需要h尽可能宽,g尽可能小,同时考虑到可加工性则需要隔离区1的径向宽度越大越好:g尽可能大。


技术实现思路

1、本专利技术的目的,是要提供一种兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘自动生成算法,在减缓焊接热量传导出去的速率的同时保证焊盘的电气连接特性。

2、本专利技术为实现上述目的,所采用的技术方案如下:

3、一种兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘自动生成算法,包括依次进行的以下过程:

4、s1、根据焊盘区的径向宽度l,计算连接区的周向宽度h,并进一步计算隔离区的径向宽度g;

5、s2、根据步骤s1的计算结果,绘制四块隔离区,即生成兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘;

6、其中,计算连接区的周向宽度h,按照以下步骤顺序进行:

7、s1、根据式①计算电烙铁与焊盘区的接触面积

8、a1=w*l式①

9、式中,w表示电烙铁与焊盘区接触处的周向宽度;

10、根据式②计算焊盘区到大铜箔区的导热面积

11、a2=4*h*t式②

12、式中,t表示铜箔厚度;

13、s2、根据式③计算电烙铁到焊盘区的热导率

14、q1=k*a1*(dt/dx)式③

15、根据式④计算焊盘区到大铜箔区的热导率

16、q2=k*a2(dt/dx)式④

17、式中,k表示铜箔热传导系数,dt/dx表示温度梯度;

18、s3、设定约束条件n*q2≤q1,计算连接区的周向宽度h的最大值,n表示倍数,n≥4。

19、作为限定,计算隔离区的径向宽度g,按照以下步骤顺序进行:

20、t1、根据式⑤计算焊盘区到大铜箔区的电阻

21、r=ρ*g/(4*h*t)式⑤

22、式中,ρ表示铜的电阻率;

23、t2、根据r必须满足r≤r阈得到关于隔离区的径向宽度g的约束条件,在符合此约束条件的前提下获取g的最大值;r阈表示焊盘区到大铜箔区的电阻的上限值。

24、本专利技术由于采用了上述的技术方案,其与现有技术相比,所取得的技术进步在于:采用本专利技术设计的花焊盘,既保证了焊盘区温度可以快速上升,同时焊盘区到大铜箔区的电阻尽可能小;能够兼顾其热传导率和电气特性,还方便后期实物加工。

25、本专利技术属于pcb板设计
,能够兼顾焊盘的热导率和电气特性。

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【技术保护点】

1.一种兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘自动生成算法,其特征在于,包括依次进行的以下过程:

2.根据权利要求1所述的兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘自动生成算法,其特征在于,计算隔离区的径向宽度G,按照以下步骤顺序进行:

【技术特征摘要】

1.一种兼顾热传导率和电气特性的十字花焊盘自动生成算法,其特征在于,包括依次进行的以下过程:

2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:周轶凡尹朝卿李利民
申请(专利权)人:三微电子科技苏州有限公司
类型:发明
国别省市:

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