這10種PCB散熱方法你了解嗎

對于電子設備來說，工作時都會產生一定的熱量，從而使設備內部溫度迅速上升，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電路板的散熱是一個非常重要的環(huán)節(jié)，那么PCB電路板散熱技巧是怎樣的，下面我們一起來討論下。

方法一

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、酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材。

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的銅箔

過孔散熱

IC背面露銅，減小銅皮與空氣之間的熱阻

PCB布局時的散熱技巧：

熱敏感器件放置在冷風區(qū)。

溫度檢測器件放置在最熱的位置。

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。

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。

設備內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?？諝饬鲃訒r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。

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。

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，且在調整印制板布局時使之有足夠的散熱空間。

元器件間距建議如下圖。

方法二

高發(fā)熱器件加散熱器、導熱板當PCB中有少數器件發(fā)熱量較大時(少于3個)時，可在發(fā)熱器件上加散熱器或導熱管。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?；蚴窃谝粋€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。

方法三

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。

方法四

采用合理的走線設計實現散熱。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不同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(九eq)進行計算。

方法五

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。

方法六

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。

方法七

設備內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。

方法八

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。

方法九

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，且在調整印制板布局時使之有足夠的散熱空間。

方法十

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。