图1(a)摘自我们的新书[1]，显示了垂直热流的模拟从一个痕迹通过板到另一边。模拟的是一个100mil宽，1.0盎司厚的迹线，在63 mil厚FR4板的顶层加热到几乎58℃。这个数字看起来令人印象深刻，但在一个非常重要的意义上，它具有误导性。水平和垂直的尺度是非常不同的。这幅图所代表的横截面积只有63密耳(1.6毫米)厚，但2.0英寸(50毫米)宽。
图1。通过PCB的垂直热流。
图1(b)是大致按比例显示的相同热图像。当以这种方式看待时，显而易见的是，由于板在几何上和热上都很薄，所以很少有机会使水平热流远离痕迹。这意味着板的底层将有(大约)相同的热剖面作为顶层。这意味着中间的所有层也会有相同的热剖面——通过轨迹的电流不仅会加热轨迹，还会加热它下面的所有东西。
加热垫
最近，我们进行了一组有趣的模拟(参见[2]和[3])，进一步探讨了这种关系。图2展示了该模拟的一部分。我们从一块250 x 125毫米的FR4板开始，1.6毫米厚。两个铜垫，25 x 25毫米，放置在顶层。用2.5瓦的功率加热铜垫。仅在单板左侧的底层放置了一个125 × 125mm的铜平面。
图2。两个2.5瓦加热的衬垫。左垫下面有一个大飞机。
施加的功率将右侧(无下垫面)的衬垫加热到93℃，高于环境温度73℃。在衬垫下方放置一个平面(图像左侧)，可以将衬垫温度降低到59摄氏度。但真正有趣的是底层发生的情况，如图3所示。
图3。底板如图2所示。
底层(图3)的热分布与顶层(图2)非常相似。温度也几乎相同。右侧加热垫的顶层温度为93℃。底层的同一区域温度约为89摄氏度，只比顶层低4度。左侧衬垫下方区域的温度约为50℃，比顶部衬垫低9度。
那么，如果我们把飞机放在板子的内层呢?图4展示了当飞机被放置在左垫上0.5毫米以下的内层时底层的热分布。加热垫下的右侧区域仍然只比顶部的垫低4度。较近的平面将顶层左侧垫的温度降低到45摄氏度左右。对应的底层温度约为39℃，比顶层温度低6度。
图4。如果内部平面位于顶层以下0.5毫米处，则底层的热廓线。
有趣的是，铜平面的存在倾向于降低整体温度，因为更好的水平热热流，但它对整体热模式的影响要小得多。即使底层有一个铜平面(图2)，平面上的热剖面与上面的热剖面相似。在铜的表面和平面上可能存在(并且存在)显著的热梯度，这一点在我们的书[1]的许多地方都强调过。
这些结果说明了一个重要的事实:电路板底层的热廓线与顶层的热廓线相似。表层和底层之间的现场温度差异通常小于10摄氏度，更多的情况是在5摄氏度甚至更低的范围内。
激烈的痕迹
这些垫子相对较大。如果我们观察正常大小(加热)的痕迹呢?我们用4个轨迹替换了模拟中的垫，分别为1、2、4和6毫米宽(分别约为40、80、160和240密耳)。每个痕迹携带的电流足以将其温度(没有底层平面)提高到约70摄氏度。一个模拟的平面被放置在黑板左边的底层。图5显示了模拟的顶层和底层的热分布。
顶层
底层
图5。顶部和底部的热剖面模拟加热痕迹。在这个模拟中有一个平面在底层，左边的板。
我们还模拟了这个板与一个平面0.5毫米以下的痕迹在板的左侧(没有显示)。结果如表1所示。重要的结果是在每个平面配置的差异“Diff”列(无，底层，内层)。
表1。迹能级模拟结果(oC温度)。
