如果我們從電路板的頂層到底部添加通孔連接會發生什么？
讓我們分析一下添加通孔連接的情況。電路板使用的通孔的孔尺寸約為12密耳（0.012英寸）。制作通孔時，鉆一個直徑為0.014英寸的孔，然后鍍銅，這樣可以增加孔內部約1密耳（0.001英寸）厚的銅壁。電路板也使用Enig電鍍工藝。這為銅的外表面增加了約200微英寸的鎳和約5微英寸的金。
我們在計算中忽略了這些材料，僅使用銅來確定通孔的熱阻。
類型2是計算圓柱形管的熱阻的公式。
圓柱管熱阻的計算
公式2：計算圓柱形管的熱阻
變量L是圓柱管的長度，K是導熱系數，R1是大半徑，R0是小半徑。
對于使用該公式的12密耳（直徑）孔，我們具有r0 = 6（0.006英寸），r1 = 7（0.007英寸）和k = 9（鍍銅）。
耳孔的12個表面尺寸
圖5:12耳孔的表面尺寸變量L是通孔的長度（從頂部銅層到銅層底部）。電路板上的焊接電源模塊沒有電阻層，但對于其他區域，PCB設計工程師可能需要在每個通孔的頂部放置電阻層，否則通孔上方的區域將是空的。由于通孔僅連接到外銅層，因此其長度為63.4密耳（0.0634英寸）。
總通孔長度本身的熱阻為167°c / w，如公式3所示。
計算通孔的熱阻（12 Mil）
公式3：計算通孔的熱阻（12 mil）
圖6列出了連接到電路板每層的每個通孔的熱阻。
連接電路板層的通孔段的熱阻
圖6：連接電路板層的通孔段的熱阻,更小PCB板面積上實現更高的功率密度.
注意，更小PCB板面積上實現更高的功率密度這些值僅是通孔本身的熱阻，并不認為電路板的每個部分水平連接到其周圍的材料。如果我們分析圖4中每個電路板的熱阻值并將它們與通孔的熱阻進行比較，似乎通孔的熱阻遠高于每層的熱阻，但是請注意，一個通孔占1平方英寸電路板面積的1/5000。如果我們決定比較較小的電路板面積，例如0.25英寸x0.25英寸（這是前電路板面積的1/16），圖4中的每個熱電阻將增加到原來的16倍。例如，T4和33.4致密耳厚FR4層的熱阻從5.21875°c / w增加到83.5°c / w。僅向0.25英寸x0.25英寸區域添加一個通孔可將通過33.4耳FR4層的熱阻降低近一半（83.5°c / w和90.91°c / w）。 0.25英寸x0.25英寸塊的面積約為通孔面積的400倍。那么如果你在該地區裝修16個洞，會發生什么？與通孔相比，所有平行通孔的有效熱阻將減少16倍。圖7比較了每個0.25英寸x0.25英寸電路板層與16個通孔的熱阻。 0.25英寸x0.25英寸電路板的33.4耳厚FR4層的熱阻為83.5℃/ w。
16平行通孔的等效熱阻為5.6821°c / w。
這16個通孔占0.25英寸x0.25英寸電路板面積的不到1/25，但可以顯著降低從頂部到較低電平的熱阻連接。
熱阻值的比較
圖7：熱阻值的比較請注意，當熱量向下流過孔并到達另一層，特別是另一層銅層時，它會水平擴散到材料層。添加越來越多的通孔最終會降低效果，因為從一個通孔水平擴散到附近材料的熱量最終會從另一個方向（從另一個通孔）到達熱量。 isl8240meval4z評估板的尺寸為3英寸x4英寸。電路板的頂部和底部地板有2盎司銅，兩個內層各有2盎司銅。
更小PCB板面積上實現更高的功率密度為了使這些銅層工作，電路板有917個通孔，直徑為12耳，所有通孔都有助于將熱量從電源模塊散布到銅層貝爾
