銅箔を倍にしてパターン幅を半分にすると温度上昇は？
弊社では「大電流・高放熱基板 素朴な疑問を熱解析してみよう！」キャンペーンを開催中です。
皆様が日頃気になっているプリント基板の熱に関する素朴な疑問をお寄せいただき、その中から基板を扱う技術者の方全員に役立つ内容を選定し熱解析を行い、解析結果を皆様に公開させていただきます。
第2回は、銅箔厚を倍にしてパターン幅を半分にしたときに同じ電流を流すと温度上昇はどうなるか？という疑問に対して解析を行いました。
ご参考になれば幸いです。
※公開している資料は、特定条件下でのシミュレーション結果であり当社が保証するものではありません。
実測とは異なる可能性があることにご注意ください。
また、資料の利用によって生じる一切のトラブル・被害・損失・損害等に当社は一切の責任を負いません。
このカタログについて
| ドキュメント名 | 大陽工業 大電流・高放熱基板／素朴な疑問を熱解析してみよう！ [第2回]◆銅箔を倍にしてパターン幅を半分にすると温度上昇は？◆ |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 事例紹介 |
| ファイルサイズ | 322.9Kb |
| 登録カテゴリ | |
| 取り扱い企業 | 大陽工業株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
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このカタログの内容
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スライド番号 1
大電流高放熱基板素朴な疑問を熱解析してみよう！ [第2回]
銅箔を倍にしてパターン幅を半分にすると
大電流神 高放熱神
にゃん にゃん
温度上昇はどうなる？
銅箔厚を厚くすることで断面積を稼ぐケースの
温度上昇シミュレーション
10mm 銅箔厚：2倍
周囲温度 パターン幅：1/2倍
Ta=25℃ 電流値：同じ
100mm
t=1.6mm
断面積は同じなのでジュール発熱は同じ。
ただし、パターンの表面積が減っていく分
温度上昇はどうなる・・・？
電流値 銅箔厚 パターン幅 パターン パターン 最高温度 Δt
[A] [um] [mm] 断面積[㎟] 表面積[㎟] [℃] [℃]
35 8.0 0.28 1607 56.4 31.4 銅箔厚：35um
パターン幅：8mm
70 4.0 0.28 814 64.2 39.2 Δt=31.4℃
10 140 2.0 0.28 428 72.3 47.3 75℃
300 1.0 0.30 260 71.3 46.3
300 1.3 0.39 320 58.6 33.6
銅箔厚：70um 銅箔厚：140um 銅箔厚：300um 銅箔厚：300um
パターン幅：4mm パターン幅：2mm パターン幅：1mm パターン幅：1.3mm 25℃
Δt=39.2℃ Δt=47.3℃ Δt=46.3℃ Δt=33.6℃
今回の解析では、35um銅箔、8mm幅パターンを基準にして銅箔厚を2倍、
パターン幅を1/2倍に変化させていきました。すると表面積も約1/2倍になっていきます。
電流を10A流すと、基準の35umの温度上昇値に対して、
2倍の70umで約8℃、4倍の140umで約16℃温度上昇値が増加しました。
表面積が約1/2倍、約1/4倍になることで放熱しにくくなることが影響しているようです。
一方で、140umから300umへと銅箔厚を約2.1倍にして（※2倍の280umがないため）
パターン幅を1/2倍にした場合は、断面積が増えた結果、140umの場合の温度上昇と
ほぼ等しくなりました。
さらに300umのままパターン幅を1.3mmにすると基準の35umとほぼ等しくなりました。
銅箔厚を厚くしてパターン幅を小さくする場合には、発熱量を決める断面積だけではなく
放熱能力を決める表面積にも注意が必要です。
※本資料は特定条件下でのシミュレーション結果であり当社が保証するものではありません。実測とは異なる可能性があることにご注意ください。
本資料の利用によって生じる一切のトラブル・被害・損失・損害等に当社は一切の責任を負いません。 (2020.07)
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