Résistance Thermique du Cuivre du PCB

Formule

Description

La conduction de la chaleur à travers les pistes et plans de cuivre d'un PCB suit la loi de Fourier. La résistance thermique dépend de la longueur du chemin, de la section transversale et de la conductivité thermique du cuivre (385 W/(m·K)). Les plans de cuivre et les pistes larges agissent comme des répartiteurs de chaleur efficaces, conduisant la chaleur loin des composants chauds vers les zones plus froides de la carte. La conductivité thermique du FR-4 est bien plus faible (0,25-0,3 W/(m·K)), de sorte que la chaleur se propage principalement à travers les couches de cuivre. Les vias thermiques reliant les plans de cuivre de différentes couches améliorent considérablement le transfert de chaleur vertical.

Variables

• Rth — Résistance thermique (°C/W)
• d — Longueur du chemin de conduction (m)
• A — Section transversale du cuivre (m²)

Notes pratiques

Pour un plan de cuivre de 1 oz (35 µm), de 1 cm de large et 1 cm de long : A = 0,035 mm × 10 mm = 0,35 mm² = 3,5 × 10⁻⁷ m², d = 0,01 m, Rth = 0,01/(385 × 3,5e-7) = 74 °C/W. Un cuivre plus large et plus épais réduit considérablement la résistance thermique. Le cuivre de 2 oz divise la résistance par deux. Les couches internes conduisent mieux la chaleur que les couches externes car elles sont prises en sandwich entre du FR-4 qui fournit une certaine isolation de l'ambiant, maintenant la température du cuivre plus uniforme.