PCB板電路板如何散熱

電子產品電熱問題越來越重要，PCB電路板的散熱是一個非常重要的環(huán)節(jié)，那么電路板如何散熱的呢？

1.高發(fā)熱器件加散熱器、導熱板

當PCB中有少數（少于3個）器件發(fā)熱量較大時，可以在發(fā)熱器件上加散熱器或導熱管，如果溫度還是不能降下來，我們可以采用帶風扇的散熱器來增強散熱效果。

當發(fā)熱器件量較多（多于3個）時，可采用大的散熱罩（板），它是按電路板上發(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不一致，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。

2.通過電路板本身散熱

目前廣泛應用的電路板基材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材。

雖然這些基材具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能，但散熱性相對比較差，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。

但隨著電子產品已經越來越趨向于部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝，如果只靠表面積十分小的元件表面來散熱是遠遠不夠的。

而且由于大量使用QFP、BGA等表面安裝元件，元器件產生的熱量大量地傳給了電路板，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，通過電路板傳導或者是散發(fā)出去。

3.采用合理的走線設計實現(xiàn)散熱功能

由于板材中的樹脂導熱性能差，而銅箔線路和孔是熱的優(yōu)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。

如果要評價一個PCB的散熱能力，就要對由不同導熱系數的各種材料構成的復合材料一一PCB用絕緣基板的等效導熱系數進行計算。

4.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，或者按橫長方式排列。

5.同一塊印制線路板上的器件應盡可能的按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小的或耐熱性差的器件（比如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等）放在冷卻氣流的最上流（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。

6.在水平方向上，大功率器件盡量布置在靠近印制電路板的邊沿，以便縮短傳熱的路徑；在垂直方向上，大功率器件盡量布置在靠近印制電路板的上方，這樣可以減少這些器件工作時影響到其他器件的溫度。

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

8.設備內印制電路板的散熱主要靠空氣流動，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。

9.避免PCB電路板上熱點的集中，盡可能地將功率均勻地分布在電路板上，保持PCB電路板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，以防出現(xiàn)過熱點影響到整個電路的正常工作。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，就可以協(xié)助設計人員改進電路設計。

10.將功耗最高和發(fā)熱最大的元器件布置在散熱最佳位置附近。不要將發(fā)熱較高的元器件放置在印制電路板的角落和四周邊緣，除非是在它的附近安排有散熱裝置。在設計功率電阻時盡可能挑選大一些的元器件，且在調整印制電路板布局時使之有足夠的散熱空間。

11.高熱耗散元器件在與基板連接時應盡能減少它們之間的熱阻。為了更好地滿足熱特性要求，在芯片底面可使用一些熱導材料（如涂抹一層導熱硅膠），并保持一定的接觸區(qū)域供元器件散熱。

12.元器件與基板的連接：

盡可能縮短元器件引線長度

挑選高功耗元器件時，應考慮到引線材料的導熱性，若是有可能的話，盡可能挑選引線橫段面最大

挑選管腳數較多的元器件

13.元器件的封裝選用：

在考慮到熱設計時應注意元器件的封裝說明和它的熱傳導率

應考慮到在基板與元器件封裝之間提供一個良好的熱傳導路徑

在熱傳導路徑上要避免有空氣隔斷，如果有這類情況可選用導熱材料進行填充

編輯：黃飛

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