對于電子設備來說，工作時都會產(chǎn)生一定的熱量，從而使設備內(nèi)部溫度迅速上升，如果不及時將該熱量散發(fā)出去，設備就會持續(xù)的升溫，器件就會因過熱而失效，電子設備的可靠性能就會下降。

因此，對電路板進行很好的散熱處理是非常重要的。

PCB電路板散熱技巧是怎樣的，下面我們一起來討論下。

01

通過PCB板本身散熱。目前廣泛應用的PCB板材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量使用的是紙基覆銅板材。

這些基材雖然具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能，但散熱性差，作為高發(fā)熱元件的散熱途徑，幾乎不能指望由PCB本身樹脂傳導熱量，而是從元件的表面向周圍空氣中散熱。

但隨著電子產(chǎn)品已進入到部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝時代，若只靠表面積十分小的元件表面來散熱是非常不夠的。

同時由于QFP、BGA等表面安裝元件的大量使用，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板，因此，解決散熱的最好方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通過PCB板傳導出去或散發(fā)出去。

                                                                                                         

▲ 加散熱銅箔和采用大面積電源銅箔

▲ 熱過孔

▲ IC背面露銅，減小銅皮與空氣之間的熱阻

02

高發(fā)熱器件加散熱器、導熱板。當PCB中有少數(shù)器件發(fā)熱量較大時(少于3個)時，可在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁?，當溫度還不能降下來時，可采用帶風扇的散熱器，以增強散熱效果。

當發(fā)熱器件量較多時(多于3個)，可采用大的散熱罩(板)，它是按PCB板上發(fā)熱器件的位置和高低而定制的專用散熱器，或是在一個大的平板散熱器上摳出不同的元件高低位置。將散熱罩整體扣在元件面上，與每個元件接觸而散熱。

但由于元器件裝焊時高低一致性差，散熱效果并不好。通常在元器件面上加柔軟的熱相變導熱墊來改善散熱效果。

03

對于采用自由對流空氣冷卻的設備，最好是將集成電路(或其他器件)按縱長方式排列，或按橫長方式排列。

04

采用合理的走線設計實現(xiàn)散熱。由于板材中的樹脂導熱性差，而銅箔線路和孔是熱的良導體，因此提高銅箔剩余率和增加導熱孔是散熱的主要手段。

評價PCB的散熱能力，就需要對由導熱系數(shù)不同的各種材料構(gòu)成的復合材料一一PCB用絕緣基板的等效導熱系數(shù)(九eq)進行計算。

05

同一塊印制板上的器件應盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等)放在冷卻氣流最上流(入口處)，發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。

06

在水平方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印制板上方布置，以便減少這些器件工作時對其他器件溫度的影響。

07

設備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動，所以在設計時要研究空氣流動路徑，合理配置器件或印制電路板。

空氣流動時總是趨向于阻力小的地方流動，所以在印制電路板上配置器件時，要避免在某個區(qū)域留有較大的空域。

整機中多塊印制電路板的配置也應注意同樣的問題。

08

對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設備的底部)，千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個器件最好是在水平面上交錯布局。

09

將功耗最高和發(fā)熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。不要將發(fā)熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣，除非在它的附近安排有散熱裝置。

在設計功率電阻時盡可能選擇大一些的器件，且在調(diào)整印制板布局時使之有足夠的散熱空間。

10

避免PCB上熱點的集中，盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上，保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。

往往設計過程中要達到嚴格的均勻分布是較為困難的，但一定要避免功率密度太高的區(qū)域，以免出現(xiàn)過熱點影響整個電路的正常工作。

如果有條件的話，進行印制電路的熱效能分析是很有必要的，如現(xiàn)在一些專業(yè)PCB設計軟件中增加的熱效能指標分析軟件模塊，就可以幫助設計人員優(yōu)化電路設計。

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