AD单个焊盘铺铜全包裹时如何避免过热问题？

Question

在AD（Altium Designer）中，当单个焊盘被铺铜全包裹时，容易因热量无法有效散出而导致过热问题。常见技术问题是：铺铜未设置合适的热 Relief 连接。全包裹焊盘会导致热量集中在焊盘区域，影响焊接质量及器件性能。 解决方法如下： 1. **使用热 Relief**：将铺铜连接方式改为热 Relief（发散状连接），限制电流路径，降低热集中。 2. **调整 spokes 数量与宽度**：优化热 Relief 的连接数量和宽度，在保证电气性能的同时提升散热效果。 3. **增加散热孔或散热板**：通过设计过孔矩阵连接内层地平面，增强热量传导。 合理配置以上参数，可显著改善焊盘过热问题，同时提高PCB的可靠性和稳定性。

Answer 1

1. 问题概述：焊盘过热的常见技术问题

在Altium Designer (AD) 中，当单个焊盘被铺铜全包裹时，可能会出现热量无法有效散出的问题。这种现象通常源于铺铜未设置合适的热 Relief 连接，导致热量集中在焊盘区域，影响焊接质量及器件性能。

• 全包裹焊盘问题： 热量难以通过铺铜传导到其他区域。
• 焊接质量问题： 高温可能导致焊点不均匀或虚焊。
• 器件性能下降： 长时间高温运行可能降低电子元器件寿命。

2. 分析过程：为何热 Relief 是关键

热 Relief（发散状连接）是一种通过限制电流路径来降低热集中的设计方法。以下是其工作原理及重要性分析：

因素	描述
热传导路径	热 Relief 提供了有限的连接路径，避免热量直接传递到大面积铺铜。
电气性能	优化 spokes 数量和宽度可以平衡散热与信号完整性。
设计灵活性	可根据实际需求调整参数，适应不同场景。

通过上述分析可以看出，热 Relief 的设计直接影响PCB的整体性能。

3. 解决方案：逐步优化设计

以下是针对焊盘过热问题的具体解决方案：

1. 使用热 Relief： 在AD中，将铺铜连接方式改为热 Relief。具体操作如下：
   • 选择焊盘并进入“Properties”面板。
   • 在“Connection Style”选项中选择“Relief”。
2. 调整 spokes 数量与宽度： 根据实际需求优化热 Relief 参数。例如：

   Spokes: 4
   Width: 0.2mm

   这些参数需根据电流承载能力和散热需求进行调整。
3. 增加散热孔或散热板： 设计过孔矩阵连接内层地平面以增强热量传导。以下是一个简单的流程图示例：

   graph TD;
       A[开始] --> B[选择焊盘];
       B --> C[添加散热过孔];
       C --> D[连接内层地平面];
       D --> E[完成设计];

4. 实施建议：合理配置参数

为了显著改善焊盘过热问题并提高PCB的可靠性和稳定性，建议按照以下步骤实施：

• 热 Relief 参数优化： 根据电流大小和散热需求，调整 spokes 数量和宽度。
• 散热孔设计： 使用矩阵布局，确保热量均匀分布到内层地平面。
• 仿真验证： 利用AD的热仿真工具检查设计效果，必要时进一步优化。

这些步骤能够帮助设计师在实际项目中更高效地解决问题。