怎么解決PCB電路板散熱問(wèn)題

一站式PCBA智造廠家今天為大家講講PCB設(shè)計(jì)如何解決散熱能力?PCB設(shè)計(jì)解決散熱問(wèn)題方法。對(duì)于電子設(shè)備，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的熱量，從而迅速提高設(shè)備的內(nèi)部溫度。如果不及時(shí)釋放熱量，設(shè)備將繼續(xù)加熱，設(shè)備會(huì)因過(guò)熱而發(fā)生故障，并且電子設(shè)備的可靠性會(huì)下降。因此PCB的散熱是非常重要的環(huán)節(jié)。那么PCB設(shè)計(jì)如何處理散熱問(wèn)題?

PCB設(shè)計(jì)解決散熱問(wèn)題方法

一、提高與加熱元件直接接觸并傳導(dǎo)或通過(guò)PCB發(fā)出的PCB的散熱能力

散熱最廣泛的PCB板是覆銅/環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂覆玻璃和少量紙覆銅。

盡管這些基板具有優(yōu)異的電性能和機(jī)械加工性能，但它們的散熱性很差。作為高熱元件的散熱方式，幾乎不可能依靠PCB的樹(shù)脂來(lái)傳導(dǎo)熱量，而是將熱量從元件表面散發(fā)到周?chē)目諝庵小?/p>

然而，隨著電子產(chǎn)品進(jìn)入部件小型化，高密度安裝和高熱-加熱組裝的時(shí)代，僅在表面積非常小的部件表面上散熱是不夠的。

同時(shí)，由于廣泛使用QFP和BGA等表面安裝組件，組件產(chǎn)生的熱量大量傳遞到THE PCB。因此，解決散熱問(wèn)題的最佳方法是提高與加熱元件直接接觸并傳導(dǎo)或通過(guò)PCB發(fā)出的PCB的散熱能力。

二、PCB布局：熱敏設(shè)備放置在冷空氣區(qū)域中，溫度測(cè)量設(shè)備放置在最熱的位置

在同一塊PCB器件上應(yīng)盡可能根據(jù)熱值的大小和熱量分配的程度排列，熱值小的或耐熱性差的器件(如小信號(hào)晶體管，小型集成電路，電解電容器等)的冷卻氣流最好()在入口處，發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(例如功率晶體管，大規(guī)模集成電路等)中最下游的冷卻氣流。

在水平方向上，大功率設(shè)備應(yīng)盡可能靠近印刷電路板的邊緣布置，以縮短傳熱路徑。在垂直方向上，大功率組件應(yīng)盡可能靠近印刷電路板的頂部布置，以減少這些組件對(duì)其他組件溫度的影響。

設(shè)備中PCB的散熱主要取決于氣流，因此在PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)研究氣流路徑，并正確配置組件或印刷電路板。

氣流傾向于在阻力較低的地方流動(dòng)，因此在印刷電路板上配置設(shè)備時(shí)，請(qǐng)避免在區(qū)域中留出較大空間。整臺(tái)機(jī)器中多個(gè)印刷電路板的配置也應(yīng)注意相同的問(wèn)題。

溫度敏感的設(shè)備最好放置在溫度最低的區(qū)域(例如設(shè)備的底部)，不要將其直接放在加熱設(shè)備上方，多個(gè)設(shè)備最好是水平布局交錯(cuò)。

具有最高功耗和最大熱量的設(shè)備被布置在最佳散熱位置附近。除非附近有散熱器，否則請(qǐng)勿將加熱設(shè)備放在印制板的角和邊緣。

在PCB設(shè)計(jì)功率電阻時(shí)，應(yīng)盡可能選擇較大的器件，并調(diào)整PCB布局，使其具有足夠的散熱空間。

三、將散熱器或?qū)峁芴砑拥郊訜嵩?/p>

換熱器和導(dǎo)熱板當(dāng)PCB中的幾個(gè)組件發(fā)熱量高(小于3)時(shí)，可以將散熱器或?qū)峁芴砑拥郊訜嵩?。?dāng)無(wú)法降低溫度時(shí)，可以使用帶風(fēng)扇的散熱器來(lái)增強(qiáng)散熱效果。

當(dāng)加熱元件的數(shù)量較大(大于3個(gè))時(shí)，可以使用較大的散熱器(面板)。它是一種特殊的散熱器，可根據(jù)PCB上加熱元件的位置和高度來(lái)定制，也可以是切掉了不同高度和高度的大型平板散熱器。散熱罩應(yīng)固定在元件表面并與每個(gè)元件接觸以進(jìn)行散熱。

但是，由于在安裝和焊接過(guò)程中組件的一致性差，因此散熱效果不好。通常將軟質(zhì)導(dǎo)熱墊添加到組件表面以改善散熱。

對(duì)于使用自由對(duì)流空氣冷卻的設(shè)備，最好按縱向或橫向順序排列集成電路(或其他設(shè)備)。

四、增加銅箔的殘留率和增加導(dǎo)熱率

由于板中樹(shù)脂的導(dǎo)熱性差，銅箔線和孔是良好的熱導(dǎo)體，因此增加銅箔的殘留率和增加導(dǎo)熱率是散熱的主要手段。為了評(píng)估PCB的散熱能力，有必要計(jì)算由導(dǎo)熱系數(shù)不同的各種材料組成的復(fù)合材料的絕緣基板的等效導(dǎo)熱系數(shù)(9 eq)。

五、根據(jù)熱值的大小和熱量分配的程度排列器件

在同一塊PCB器件上應(yīng)盡可能根據(jù)熱值的大小和熱量分配的程度排列，熱值小的或耐熱性差的器件(如小信號(hào)晶體管，小型集成電路，電解電容器等)的冷卻氣流最好()在入口處，發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(例如功率晶體管，大規(guī)模集成電路等)中最下游的冷卻氣流。

六、大功率設(shè)備應(yīng)盡可能靠近印刷電路板的邊緣布置

在水平方向上，大功率設(shè)備應(yīng)盡可能靠近印刷電路板的邊緣布置，以縮短傳熱路徑。在垂直方向上，大功率組件應(yīng)盡可能靠近印刷電路板的頂部布置，以減少這些組件對(duì)其他組件溫度的影響。

七、避免在散熱區(qū)域中留出較大空間

設(shè)備中PCB的散熱主要取決于氣流，因此在PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)研究氣流路徑，并正確配置組件或印刷電路板。

氣流傾向于在阻力較低的地方流動(dòng)，因此在印刷電路板上配置設(shè)備時(shí)，請(qǐng)避免在區(qū)域中留出較大空間。整臺(tái)機(jī)器中多個(gè)印刷電路板的配置也應(yīng)注意相同的問(wèn)題。

八、溫度敏感設(shè)備放在溫度最低的區(qū)域

溫度敏感的設(shè)備最好放置在溫度最低的區(qū)域(例如設(shè)備的底部)，不要將其直接放在加熱設(shè)備上方，多個(gè)設(shè)備最好是水平布局交錯(cuò)。

九、具有最高功耗和最大熱量的設(shè)備被布置在最佳散熱位置附近

具有最高功耗和最大熱量的設(shè)備被布置在最佳散熱位置附近。除非附近有散熱器，否則請(qǐng)勿將加熱設(shè)備放在印制板的角和邊緣。在PCB設(shè)計(jì)功率電阻時(shí)，應(yīng)盡可能選擇較大的器件，并調(diào)整PCB布局，使其具有足夠的散熱空間。

十、保持PCB表面溫度性能均勻一致

避免將熱點(diǎn)集中在PCB上，并盡可能在PCB上平均分配功率，并保持PCB表面溫度性能均勻一致。

在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中通常很難實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的均勻分布，但是必須避免功率密度過(guò)高的區(qū)域，以免出現(xiàn)熱點(diǎn)而影響整個(gè)電路的正常工作。

如果可能的話，非常有必要對(duì)印刷電路進(jìn)行熱性能分析。例如，在一些專(zhuān)業(yè)的PCB設(shè)計(jì)軟件中添加的熱性能指標(biāo)分析軟件模塊可以幫助PCB設(shè)計(jì)人員優(yōu)化電路PCB設(shè)計(jì)。

審核編輯：湯梓紅