PCB放熱穴の構成

ご存じのとおり、放熱穴はPCBを使用して表面実装コンポーネントの放熱効果を向上させる方法です。この構造では、PCBボードにスルーホールが設定されています。単層両面PCBの場合、表面と裏面の銅箔を接続して放熱面積と体積を増やします。これが熱抵抗を下げる方法です。それが多層PCBである場合、それは層間の表面を接続したり、接続層の一部などを定義したりできます。それらの目的は同じです。

表面実装コンポーネントの前提は、PCB（基板）に実装することで熱抵抗を低減することです。熱抵抗は、ヒートシンクとして機能するPCB上の銅箔の面積と厚さ、およびPCBの厚さと材料に依存します。基本的には、面積、厚み、熱伝導率を上げることで放熱効果が向上します。ただし、銅箔の厚さは一般的に標準仕様で制限されているため、むやみに厚くすることはできません。さらに、小型化が基本的な要件となっており、PCB領域が必要なだけでは領域を占有できません。実際、銅箔の厚さは厚すぎません。そのため、ある面積を超えると、その面積に応じた放熱効果が得られません。

これらの対策の一つに放熱穴があります。放熱穴を有効に活用するには、部品直下など発熱体の近くに放熱穴を配置することが重要です。温度差の大きい場所を結ぶのに良い方法です。

放熱穴の熱伝導率を向上させるために、めっきにより充填できる内径約0。3 mmの小径スルーホールの使用を推奨します。ただし、穴径が大きすぎると、リフロー工程ではんだの沿面現象が発生する場合があります。

放熱穴の間隔は約 1。2 mmで、パッケージ裏面のヒートシンク直下に配置されています。背面ヒートシンクの底面だけでは放熱に不十分な場合は、放熱穴をICの周囲に配置することもできます。この場合の構成ポイントは、ICのできるだけ近くに構成することです。

放熱穴の形状や大きさは各社独自の技術ノウハウがあり、標準化されている場合もございますので、上記内容を参考に具体的な検討を行い、より良い結果を得てください。

放熱穴形状のポイント

・放熱穴は、基板を貫通する流路（ビア）を利用して放熱する方法で、裏面に熱を伝えます。

・放熱穴は発熱体の直下または発熱体の近くに配置してください。