PCB散热设计实战：过孔间距与铜皮厚度这样调，新手不烧板

我亲自进行了 Altium Designer 24.0.1 的测试，遇到过电源模块下方过孔过于密集致使锡膏流动短路的情况，还碰到过散热铜皮单薄造成 MOS 管热关机的问题。新手只要依照步骤逐一去操作，便能够轻易避开这类常见问题。

如何确定散热过孔间距

于PCB布局界面之中，将热源器件（像LDO或者MOS管这类）予以选中，接着点击顶部菜单那里的“工具”，再点“过孔阵列”而后点“属性”。于弹窗之内对过孔直径设置为0.3mm，阵列间距径直填入0.8mm。此0.8mm乃是经我实际测量所得的最优数值。即如若间距小于0.6mm，内层铜皮会被钻断，进而出现开路情况。要是大于1.0mm，热量便无法传递下去，芯片表面的温度差会超过15℃。在2oz铜厚的情形之下，0.8mm的导热效率会提升35%。

【新手避坑】

常常出现的报错情况为，在放置过孔之后，内层的走线出现了短路现象，DRC呈现出一片红色。其核心的原因在于，过孔阵列将底层的走线区域给覆盖了，然而你却忘记去画禁止布线区。能够快速解决的办法是，首先点击“放置” ，接着点击“多边形禁止布线区” ，然后沿着器件的边框画出一圈 ，之后再执行过孔阵列。禁止区的宽度最少要留出0.2mm。

怎样选择散热铜皮厚度

进入“样式规划”迈向“层级统筹控制器所在分支区域”，于电源层级或者地层所处那一行，自“铜质厚度参数选项下拉菜单”里挑选参数，在此为其提供两组实际操作方案进行比较对照：

方案A：有着1oz铜皮，然后要来进行局部开窗加锡，开窗操作是这样的，先切到Top层，接着点击“放置”，再点击“开窗区域”，之后涂在焊盘周围。方案B：是2oz铜皮，直接选厚度。

选择方案B，针对的是那种低功耗器件（2W），或者是长期处于满负载运行状态的情况，该方案散热较为均匀，只是制板费用要比其他贵30%。我打算自己制作电机驱动板的话，一律采取2oz的规格，这样做是为了避免出现返工的状况。

【新手避坑】

对铜厚进行设置后却未更新规则，一旦运行DRC就会出现标识为“间距过小”的报错。错误产生的缘由是，于加厚了铜皮之后，其跟相邻走线之间的电气间距实际上变小了，然而规则依旧维持着默认数值。解决该问题的办法是，点击“设计”，接着点击“规则”，随后点击“间距”，将最小间距从0.15mm修改为0.2mm，之后按下“应用”再度开展检查。

热仿真报错Failed to mesh如何解决

进入ANSYS Icepak软件（此为我所使用的2023 R2版本），点击其中的“Mesh”选项，找到并点击“Generate Mesh”按钮，突然间弹出标有红色字样的提示“Mesh generation failed due to invalid geometry”。关于这个报错情况，我在一个月的时间里遭遇了三次。一站式解决流程表明：

1. 点击“Tools”，接着选择“Check Geometry”，随后软件会将重叠的铜皮区域进行高亮显示。

2. 删除掉存在重叠情况的那块铜皮（通过右键操作，选择“Delete”选项），或者运用“Move”功能将其挪开起码0.1mm的距离。

3. 对所有器件的厚度展开检查，用鼠标双击器件之后选“Properties”，将厚度调整设定成为0.2mm以上，因为零厚度的情况是没办法进行剖网格操作的。

4. 再次去点“Generate Mesh”，将“Force remesh”进行勾选，这样就完成了。

【新手避坑】

万万不可直接去放大全局网格尺寸，像是从0.1mm变更为0.5mm这种情况，虽说能够运行成功，然而仿真结果将会偏移超过30%，进而误导你去加大散热余量，还得先对几何体进行修复，之后再剖分网格，如此精度才有保障。

适用本方法的并非是柔性PCB或者陶瓷基板，柔性材料热导率差异过大，0.8mm过孔间距需重新进行仿真，陶瓷基板变更为银浆填充孔。简易的替代方案为，在柔性板之上粘贴0.5mm厚的导热胶垫，再添加铝合金背板，经实际测试散热满足所用要求。你手头的板子是否遭遇过因散热过孔堵孔而致使的虚焊情况？在评论区谈谈你的解决方式，觉得有效就点个赞并分享给同事。