何貝和瑞納塔爭論的聲音很大，以至于我認為他們正在進(jìn)行橄欖球比賽的輸贏(yíng)賭博。瑞納塔總是選擇具有目前最好四分衛的隊伍，而何貝總是選擇地理位置上更接近他家鄉的隊伍。

 

何貝斷言底特律雄師將肆虐綠灣包裝工前線(xiàn)（兩支均為美國國家橄欖球聯(lián)盟球隊），“他們會(huì )將它做成瑞士干酪！”

我模仿霍莫•辛普森（美國電視動(dòng)畫(huà)《辛普森一家》中主角）的口吻說(shuō)：“瑞士干酪。”

 

瑞納塔指著(zhù)我說(shuō)：“有一個(gè)家伙可以平息這場(chǎng)紛爭。”她猛烈地在白板上畫(huà)草圖，并且記號筆墨水濺到了她的臉頰上。

 

我說(shuō)：“哦，橄欖球不是我所擅長(cháng)的運動(dòng)。”

 

何貝說(shuō)：“橄欖球？伙計，你的思緒快回到辦公室吧。我們完全是在討論散熱問(wèn)題。”

 

我說(shuō)：“哦，我希望聽(tīng)到一些有趣的東西。這些X和D的符號是什么意思？”

 

瑞納塔搶在何貝之前說(shuō)：“這是我避免心靈感應（Telepathic Port Module）遭受散熱問(wèn)題的新想法。我們采用PCB作為心靈/光學(xué)變壓器（Psychic / Optical Transformer）的散熱器。

 

瑞納塔是來(lái)自塞多納實(shí)驗室的結構設計師。她的艱巨任務(wù)是組裝HBU，正如她所說(shuō)的：“將4.54kg的大腦放到一個(gè)2.27kg的盒子中。”瑞納塔的父親曾是卡特政府的官員，負責英制單位和公制單位的轉換。

 

何貝說(shuō)：“自從她讀了你的書(shū)之后，瑞納塔認為她是一個(gè)資歷較淺的熱設計專(zhuān)家。”

 

我說(shuō)：“所以說(shuō)你是一個(gè)熱設計專(zhuān)家！你為什么不告訴我關(guān)于你散熱器的想法？”

 

瑞納塔給了我一個(gè)類(lèi)似長(cháng)途接線(xiàn)員似的勉強微笑。我從網(wǎng)絡(luò )上一個(gè)散熱論壇中得到了這個(gè)想法。這個(gè)叫斯派克的家伙說(shuō)如果你在你的PCB板中加入銅層，你可以將元件的熱阻減少一半！”

 

何貝點(diǎn)頭表示贊同，“你的Thermal Tip of the Day #142甚至說(shuō)由元件產(chǎn)生的熱量通過(guò)元件引腳進(jìn)入到PCB板中，所以那是有道理的。”

 

我不確定地說(shuō)：“行，那X和D又代表什么？”

 

瑞納塔說(shuō)：“這是另一個(gè)名為KirkNSpock的家伙說(shuō)他在一本雜志上看到你可以在PCB板上鉆一些孔來(lái)提升板子的散熱能力。他說(shuō)：“增加表面積或其它一些什么。所以那就是我想對TPM所做的。在POX周?chē)黾右恍┛?。我想要何貝告訴我在哪些位置可以增加孔，從而不會(huì )切斷走線(xiàn)。”

 

我問(wèn)：“板子上打孔？“我之前從未聽(tīng)說(shuō)過(guò)。它們是如何有助于元件散熱的？”

 

何貝說(shuō)：“我也想知道原因。但因為那個(gè)匿名的網(wǎng)絡(luò )家伙在雜志上看到這個(gè)方法，它應該是真實(shí)的。他說(shuō)他也不知道其中原理，但他宣稱(chēng)測試結果顯示板子的孔可以使元件溫度更低。”

 

瑞納塔說(shuō)：“我的解釋是空氣通過(guò)這些孔，產(chǎn)生湍流，這會(huì )強化熱交換的程度。此外，你將所有高溫的功率層暴露在冷空氣中，這也會(huì )使整塊PCB板溫度更低。這使我認為孔的尺寸應該是很大，它的直徑應該大約為10～25mm。”

何貝問(wèn)：“它和美元硬幣中哪一個(gè)尺寸相類(lèi)似？”

 

我說(shuō)：“大約像一個(gè)便士的尺寸。”

 

何貝說(shuō)：“我認為這些孔增加了板子的輻射換熱量。上個(gè)月我在理發(fā)店的《科學(xué)美國》中看到一個(gè)洞可以看做一個(gè)黑體輻射器。我們想讓板子布滿(mǎn)微小的黑體洞輻射器，所以它們應該是小的孔，直徑尺寸大約為1/16英寸。”

 

我說(shuō)：“哇，那不像我的理發(fā)店所具有的雜志。”

 

瑞納塔說(shuō)：“所以我們需要你來(lái)平息這場(chǎng)爭端。我們想對這塊板子增加一些孔，從而使板子成為更好的散熱器。告訴我們這些孔的尺寸多大和布置在哪里可以給我們帶來(lái)最好的熱性能。”

 

我盯著(zhù)板子布局好一會(huì )兒后說(shuō)：“為了獲得板子最小的溫升，你應該有一個(gè)直徑為1/8英寸的孔，他的位置就在輸入熔斷器的旁邊。”

 

何貝看著(zhù)我在板子布局圖中畫(huà)的大圓點(diǎn)。他恍然大悟說(shuō)：“但那個(gè)孔正好切到了提供所有板子電功率的走線(xiàn)上！”

 

我說(shuō)：“是的，沒(méi)有功率就沒(méi)有熱量，更沒(méi)有溫升。這是唯一板子上鉆孔能減少它溫升的方法。”

 

瑞納塔嘗試著(zhù)說(shuō)：“但增加表面積…”

 

我說(shuō)：“任何比此孔大的孔都會(huì )浪費更多的表面積。”

 

她說(shuō)：“但關(guān)于增加湍流…”

 

我解釋說(shuō)：“除非你將板子與風(fēng)扇出風(fēng)成90°角，否則不會(huì )有任何空氣流過(guò)這些孔，所以它們不會(huì )對空氣湍流流動(dòng)產(chǎn)生任何影響。”

 

何貝急忙講：“但孔的輻射…”

 

“對于輻射視線(xiàn)范圍內有一個(gè)低溫表面是相當重要的。你的孔能夠輻射熱量到相鄰板子嗎？這些相鄰的板子具有和鉆孔板子相同的溫度。聽(tīng)起來(lái)就像你的常識從你顱骨中的空腔輻射出來(lái)。”

 

何貝哀號著(zhù)說(shuō)：“嗨！”他的手下意識地摸索著(zhù)他的頭頂，似乎為了打開(kāi)一個(gè)孔。

 

我說(shuō)讓我們討論一下使用PCB板作為元件散熱器。你猜怎么著(zhù)？你沒(méi)有任何選擇！瑞納塔，你提到了元件的熱阻。你是否知道他們是如何測量元件結溫和環(huán)境之間所謂的熱阻（θ_JA）？元件被焊到一塊4平方英寸的測試板上。所以在元件說(shuō)明書(shū)中的熱阻值已經(jīng)包括了一塊相當大板子散熱的影響。當電視廣告中播放一些新款的電子玩具時(shí)，演播員總是在結尾說(shuō)：“不包括電池。”我認為在元件說(shuō)明書(shū)中靠近θ_JA值附近應該被注明：不包括標準測試板。”

 

“那就是我暗示你沒(méi)有任何選擇的原因。為了得到至少和元件說(shuō)明書(shū)中一樣好的熱阻值，你不得不使用一塊至少與測試時(shí)使用板子一樣好的PCB板。”

 

瑞納塔驚愕地坐在那里好一會(huì )兒，之后問(wèn)：“我們如何才能知道我們的板子散熱性能比測試時(shí)所用板子更好？”

 

我說(shuō)：“好問(wèn)題，這個(gè)答案是你無(wú)法知道，因為元件供應商沒(méi)有告訴你他們的測試板是什么樣的。它可能是只含有少量信號線(xiàn)的單層板。有時(shí)也可能是僅含有信號線(xiàn)的雙面板。有時(shí)它內部會(huì )具有功率層和地層。板子的含銅量越多，它的熱擴散性能越好。那如何與你的板子進(jìn)行對比？”

 

何貝說(shuō)：“我們的板子是具有4層功率層和4層地層的16層板子。聽(tīng)起來(lái)它應該散熱更好。”

 

我說(shuō)：“可能是，也有可能不是。歸根到底，你的板子上不只一個(gè)元件。如果你的板子上有許多高功率元件，那么對于內部銅線(xiàn)而言就沒(méi)有多少可以散熱的面積。”

 

何貝咬著(zhù)他的嘴唇說(shuō)：“在板子上有12個(gè)POX芯片和其它16個(gè)高功率元件。”

 

實(shí)驗室內頓時(shí)變得鴉雀無(wú)聲。

 

瑞納塔開(kāi)始去擦白板。她說(shuō)：“你不喜歡孔的原因僅僅是因為它來(lái)自一個(gè)網(wǎng)絡(luò )論壇嗎？”

 

我說(shuō)，“等，等一下！”填滿(mǎn)孔的墨水給了我一個(gè)想法。“我想KirkNSpock可能是對的！”

 

何貝說(shuō)：“我了解孔的輻射。”

 

“不，這與輻射或空氣通過(guò)孔沒(méi)有關(guān)系。當那個(gè)網(wǎng)絡(luò )家伙說(shuō)通過(guò)增加孔可以降低元件溫度，他并不是說(shuō)孔；他意思是其它形式的孔，那種你經(jīng)常用來(lái)將板子不同層連接起來(lái)的孔，你將其成為什么？”

 

何貝說(shuō)：“熱過(guò)孔？”

 

我說(shuō)：“是的！熱過(guò)孔！當然！這些熱過(guò)孔連接了布滿(mǎn)銅的板子各個(gè)層！這使板子具有更好的熱擴散性。使用板子作為散熱器的一個(gè)問(wèn)題是絕大多數元件都是表貼元件。元件的引線(xiàn)僅僅與板子頂部的信號層相連，在這一層中幾乎沒(méi)有多少銅。實(shí)際上你希望板子內銅量多的層能連接到一起，但由于板子內絕緣環(huán)氧層很差的導熱性，熱量很難進(jìn)入到這些含銅量多的層中。但如果你利用熱過(guò)孔將板子內頂層與其它內部含銅層連接起來(lái)，板子內的熱擴散會(huì )得到很大改善。那個(gè)網(wǎng)絡(luò )家伙是對的——增加許多熱過(guò)孔可以使板子成為一個(gè)更好的散熱器。他僅僅因為使用一些不精確的術(shù)語(yǔ)，使你的想法進(jìn)入了錯誤的軌道。所有的熱過(guò)孔是孔，但并不是所有的孔都是熱過(guò)孔。”

 

瑞納塔說(shuō)：“熱過(guò)孔！那下一步建議我該怎么做！”

 

何貝說(shuō)：“把白板先擦干凈！盡管熱過(guò)孔有所幫助。因為板子上有一些固定的孔，所以可能沒(méi)有太多空間來(lái)容納許多熱過(guò)孔。”

 

我說(shuō)：“只要這場(chǎng)紛爭平息，之后，我會(huì )去看看橄欖球彩票。”