Resistência Térmica do Cobre da PCB

Fórmula

Descrição

A condução de calor através das pistas e planos de cobre numa PCB segue a lei de Fourier. A resistência térmica depende do comprimento do percurso, da área da secção transversal e da condutividade térmica do cobre (385 W/(m·K)). Os planos de cobre e as pistas largas atuam como espalhadores de calor eficazes, conduzindo o calor para longe dos componentes quentes em direção a zonas mais frias da placa. A condutividade térmica do FR-4 é muito mais baixa (0,25-0,3 W/(m·K)), pelo que o calor se espalha sobretudo através das camadas de cobre. As vias térmicas que ligam planos de cobre em camadas diferentes melhoram significativamente a transferência de calor vertical.

Variáveis

• Rth — Resistência térmica (°C/W)
• d — Comprimento do percurso de condução (m)
• A — Área da secção transversal do cobre (m²)

Notas Práticas

Para um plano de cobre de 1 oz (35 µm), com 1 cm de largura e 1 cm de comprimento: 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. Cobre mais largo e mais espesso reduz drasticamente a resistência térmica. O cobre de 2 oz reduz a resistência para metade. As camadas internas conduzem o calor melhor do que as externas porque ficam intercaladas com FR-4, que proporciona algum isolamento do ambiente, mantendo a temperatura do cobre mais uniforme.