什么是散热过孔？

连接印制电路板正反面、用于导热的孔。孔内壁镀铜，热量不经导热系数低的FR-4（厚度方向约0.3 W/mK），而经铜管传到背面或内层铜箔。在发热元件的散热焊盘下大量排布使用。

需要多少个散热过孔？

热阻大致随数量成反比下降。1.6 mm厚板上5 mm见方焊盘下：无过孔213 K/W，4个39 K/W，9个19 K/W，25个7.4 K/W，64个2.9 K/W。1 W的元件若无过孔温差高达213 K，过孔必不可少。

过孔要填孔吗？

就散热而言，只有用铜等高导热材料填孔才有效。25个过孔：不填7.35 K/W，树脂填7.33 K/W几乎不变，焊料填5.7 K/W，铜填2.3 K/W。加厚镀层或增大孔径也很有效。

散热过孔

分类：热分析·电子设备冷却 | 2026-10-01 改写

CAE visualization for thermal via theory - technical simulation diagram

热过孔

理论：用铜管导热

概述

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功率IC散热焊盘下开了很多小孔，那些有多大作用？

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那就是散热过孔，作用非常大。基板材料FR-4厚度方向导热系数只有约0.3 W/mK，几乎是隔热材料。过孔壁的镀铜是约25 µm厚的薄管，但铜的导热系数约为它的1,300倍，所以细管也成了很大的热通道。我们用5 mm见方的焊盘计算数量、镀层厚度和填孔方式会使热阻变化多少。

并联热阻

$$ R_{via} = \frac{t_b}{k_{Cu}\,\pi\left[r_o^2 - (r_o - t_p)^2\right]},\qquad \frac{1}{R_{total}} = \frac{n}{R_{via}} + \frac{n}{R_{fill}} + \frac{k_{FR4}\left(A_{pad} - n\pi r_o^2\right)}{t_b} $$

$t_b$ 为板厚，$r_o$ 为孔半径，$t_p$ 为镀层厚度。过孔铜、填孔材料和其余FR-4并联。这是不含面内扩散（铜箔中热扩散）的一维估算。

Coffee Break 随笔闲谈

电路板成了散热部件

过去元件的热主要通过封装顶部的散热器散出。2000年代，底部带裸露散热焊盘的QFN等小型封装普及，把大部分热量导入电路板的设计成为常态。这样电路板本身就是散热器，焊盘下的散热过孔和内层铜箔是热通道。LED照明和车载电子进一步采用导热更好的铝基板和铜填过孔。

算例：5 mm见方焊盘下的过孔

板厚1.6 mm，FR-4厚度方向导热系数0.3 W/mK，过孔孔径0.3 mm、镀铜25 µm（390 W/mK）。单个过孔热阻190 K/W，与整个5 mm见方FR-4（213 K/W）相当。

过孔数量

数量	热阻	等效导热系数	1 W时温差
0	213 K/W	0.3 W/mK	213 K
4	38.9 K/W	1.6 W/mK	38.9 K
9	19.2 K/W	3.3 W/mK	19.2 K
16	11.3 K/W	5.7 W/mK	11.3 K
25	7.4 K/W	8.7 W/mK	7.4 K
36	5.2 K/W	12.4 W/mK	5.2 K
64	2.9 K/W	21.8 W/mK	2.9 K

填孔与镀层（25个）

条件	热阻
不填孔	7.35 K/W
树脂填孔（0.6 W/mK）	7.33 K/W
焊料填孔（50 W/mK）	5.74 K/W
铜填孔	2.30 K/W
孔径0.5 mm·镀层35 µm	3.17 K/W
镀层18 µm（薄）	9.85 K/W

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一个细孔导的热，就相当于焊盘下全部FR-4。

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镀铜截面积只有0.022 mm²，但导热系数是FR-4的1,300倍，导热量与25 mm²的FR-4相当。所以增加过孔数量，热阻几乎成反比下降，25个约降为三十分之一。镀层减薄到18 µm热阻恶化三成以上，镀层厚度的指定也很重要。树脂填孔是为防止焊料被吸入等制造原因，散热上几乎没有效果；为散热填孔需要铜填过孔。实际上，经过孔的热量能否在背面或内层铜箔中横向扩散也很重要，铜箔面积小时过孔的效果发挥不出来。

设计要点

焊盘下尽量多排过孔（间距多为1 mm左右）。
在图纸上指定镀层厚度，太薄效果大减。
在背面和内层设置足够的铜箔，让热量横向扩散。
为防焊料吸入，考虑减小孔径、盖油或填孔。
在板级热分析中，把过孔区域作为具有等效导热系数的各向异性材料处理。

Coffee Break 随笔闲谈

“有过孔还是热”

某电源板在焊盘下打了36个散热过孔，IC温度仍比预期高20 K以上。调查发现，过孔背面因要走线只留了一个小铜盘，过孔传过来的热无处扩散。在背面设置大块铜箔并用过孔与其他层相连后，温度降到了预期。过孔只是热的通道，没有去处就不起作用。

常见错误

错误与对策

错误	后果	对策
FR-4按各向同性处理	高估厚度方向	区分面内与厚度方向
模型中省略过孔	高估温度	用等效导热系数表示
不确认镀层厚度	三成以上误差	明确规格
指望树脂填孔改善	没有效果	用铜填孔
背面铜箔不足	热量扩散不开	加大铜箔

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我想了解相关内容。

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可以用PCB热计算工具试算。相关页面参考板级热分析、结温、热阻和导热界面材料。