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出去，設備就會持續地升溫，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。電路板的散熱是一個非常重要的環節，接下來深圳PCBA加工廠家-宏力捷電子為大家介紹下電路板散熱的優化設計技巧。
電路板散熱的優化設計技巧
1. 通過PCB板本身散熱
目(mu)前廣泛應用的(de)PCB板(ban)材是覆(fu)銅/環氧玻璃布基材或酚(fen)醛樹脂(zhi)玻璃布基材，還有少量(liang)使用的(de)紙基覆(fu)銅板(ban)材。這些基材雖然(ran)具(ju)有優良的(de)電氣性(xing)能(neng)和加工(gong)性(xing)能(neng)，但(dan)散熱(re)性(xing)差，作為高發(fa)熱(re)元(yuan)件(jian)(jian)的(de)散熱(re)途徑，幾(ji)乎不能(neng)指(zhi)望(wang)由(you)PCB本身樹脂(zhi)傳導熱(re)量(liang)，而是從元(yuan)件(jian)(jian)的(de)表面(mian)(mian)向周(zhou)圍(wei)空氣中(zhong)散熱(re)。但(dan)隨著(zhu)電子產品已進入到(dao)部件(jian)(jian)小型(xing)化、高密度安裝(zhuang)(zhuang)、高發(fa)熱(re)化組裝(zhuang)(zhuang)時代，若只(zhi)靠表面(mian)(mian)積十分小的(de)元(yuan)件(jian)(jian)表面(mian)(mian)來散熱(re)是非(fei)常不夠的(de)。同時由(you)于(yu)QFP、BGA等表面(mian)(mian)安裝(zhuang)(zhuang)元(yuan)件(jian)(jian)的(de)大(da)量(liang)使用，元(yuan)器件(jian)(jian)產生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)大(da)量(liang)地(di)傳給PCB板(ban)，因此，解決(jue)散熱(re)的(de)最(zui)好方(fang)法是提高與發(fa)熱(re)元(yuan)件(jian)(jian)直接接觸(chu)的(de)PCB自身的(de)散熱(re)能(neng)力，通過(guo)PCB板(ban)傳導出去(qu)或散發(fa)出去(qu)。
2. 高發熱(re)器件加散熱(re)器、導熱(re)板
當(dang)(dang)(dang)PCB中有少數(shu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)發(fa)熱(re)(re)(re)量較(jiao)(jiao)大(da)時(少于3個(ge))時，可在(zai)(zai)發(fa)熱(re)(re)(re)器(qi)件(jian)(jian)(jian)上(shang)加(jia)散(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)或導(dao)熱(re)(re)(re)管，當(dang)(dang)(dang)溫(wen)度還不(bu)能降下來時，可采(cai)用(yong)帶風扇的(de)散(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)，以增(zeng)強散(san)(san)熱(re)(re)(re)效果(guo)。當(dang)(dang)(dang)發(fa)熱(re)(re)(re)器(qi)件(jian)(jian)(jian)量較(jiao)(jiao)多時(多于3個(ge))，可采(cai)用(yong)大(da)的(de)散(san)(san)熱(re)(re)(re)罩(板)，它(ta)是(shi)按(an)PCB板上(shang)發(fa)熱(re)(re)(re)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)位置(zhi)(zhi)和高(gao)(gao)低而定制的(de)專用(yong)散(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)或是(shi)在(zai)(zai)一個(ge)大(da)的(de)平板散(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)上(shang)摳出不(bu)同的(de)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)高(gao)(gao)低位置(zhi)(zhi)。將(jiang)散(san)(san)熱(re)(re)(re)罩整體扣在(zai)(zai)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)面(mian)上(shang)，與(yu)每個(ge)元(yuan)件(jian)(jian)(jian)接觸而散(san)(san)熱(re)(re)(re)。但由于元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)(jian)裝焊時高(gao)(gao)低一致性差，散(san)(san)熱(re)(re)(re)效果(guo)并(bing)不(bu)好。通常在(zai)(zai)元(yuan)器(qi)件(jian)(jian)(jian)面(mian)上(shang)加(jia)柔(rou)軟的(de)熱(re)(re)(re)相(xiang)變導(dao)熱(re)(re)(re)墊(dian)來改善散(san)(san)熱(re)(re)(re)效果(guo)。
3. 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(qi)件(jian))按(an)縱長方式排(pai)列，或按(an)橫長方式排(pai)列。
4. 采用(yong)合理的走(zou)線設(she)計實現散熱(re)
由(you)于(yu)板材中的(de)(de)(de)(de)樹(shu)脂導熱(re)性差(cha)，而銅箔線路和(he)孔(kong)是(shi)熱(re)的(de)(de)(de)(de)良導體，因此提(ti)高(gao)銅箔剩余率和(he)增(zeng)加(jia)導熱(re)孔(kong)是(shi)散(san)熱(re)的(de)(de)(de)(de)主要手段。評(ping)價(jia)PCB的(de)(de)(de)(de)散(san)熱(re)能力，就(jiu)需要對由(you)導熱(re)系數不(bu)同的(de)(de)(de)(de)各(ge)種材料構成的(de)(de)(de)(de)復合材料一一PCB用絕緣基板的(de)(de)(de)(de)等(deng)效導熱(re)系數進行計算(suan)。
5. 同一塊PCB板上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程度分區排列，發熱量小(xiao)或耐熱性(xing)差的(de)器(qi)(qi)件(jian)(如(ru)小(xiao)信號(hao)晶體管、小(xiao)規模(mo)集成電(dian)路、電(dian)解(jie)電(dian)容等)放在冷(leng)(leng)卻氣流的(de)最(zui)上流(入口處)，發熱量大(da)或耐熱性(xing)好(hao)的(de)器(qi)(qi)件(jian)(如(ru)功率晶體管、大(da)規模(mo)集成電(dian)路等)放在冷(leng)(leng)卻氣流最(zui)下游。
6. 在水平(ping)方(fang)向(xiang)上(shang)，大(da)功率(lv)(lv)器(qi)件(jian)(jian)(jian)盡量靠近(jin)PCB板(ban)邊沿(yan)布(bu)(bu)置(zhi)，以便縮短傳熱路徑(jing);在垂(chui)直(zhi)方(fang)向(xiang)上(shang)，大(da)功率(lv)(lv)器(qi)件(jian)(jian)(jian)盡量靠近(jin)PCB板(ban)上(shang)方(fang)布(bu)(bu)置(zhi)，以便減少這些(xie)器(qi)件(jian)(jian)(jian)工作時對其(qi)他器(qi)件(jian)(jian)(jian)溫度(du)的(de)影響。
7. 設(she)備內PCB板(ban)(ban)的(de)散熱主要依靠空氣流(liu)動(dong)，所以在(zai)設(she)計時(shi)要研究空氣流(liu)動(dong)路徑，合理配置(zhi)器(qi)件或印(yin)(yin)制電(dian)(dian)路板(ban)(ban)。空氣流(liu)動(dong)時(shi)總是趨向于阻(zu)力小(xiao)的(de)地方流(liu)動(dong)，所以在(zai)印(yin)(yin)制電(dian)(dian)路板(ban)(ban)上(shang)配置(zhi)器(qi)件時(shi)，要避免在(zai)某個區(qu)域留有較大(da)的(de)空域。整(zheng)機中多(duo)塊印(yin)(yin)制電(dian)(dian)路板(ban)(ban)的(de)配置(zhi)也應注意同樣的(de)問題。
8. 對(dui)溫(wen)度比(bi)較敏感的(de)器件(jian)最(zui)(zui)好安置在(zai)(zai)溫(wen)度最(zui)(zui)低(di)的(de)區域(如設備的(de)底部)，千萬不要將(jiang)它放(fang)在(zai)(zai)發(fa)熱器件(jian)的(de)正上(shang)方(fang)，多個器件(jian)最(zui)(zui)好是在(zai)(zai)水平面(mian)上(shang)交錯布局。
9. 將功耗最高和(he)發(fa)熱最大的(de)器件(jian)布置(zhi)在(zai)散(san)熱最佳位置(zhi)附(fu)近。不要將發(fa)熱較高的(de)器件(jian)放置(zhi)在(zai)PCB板(ban)的(de)角落(luo)和(he)四周邊緣(yuan)，除(chu)非(fei)在(zai)它的(de)附(fu)近安(an)排有散(san)熱裝置(zhi)。在(zai)設計功率電阻時盡(jin)可能(neng)選擇大一(yi)些的(de)器件(jian)，且在(zai)調整(zheng)PCB板(ban)布局(ju)時使之有足(zu)夠的(de)散(san)熱空間。
10. 避(bi)免(mian)PCB上熱點的(de)集中(zhong)，盡可(ke)能地將功(gong)(gong)率均勻(yun)地分布(bu)在PCB板上，保持PCB表面溫(wen)度(du)性(xing)能的(de)均勻(yun)和一致。往往設計(ji)過(guo)程中(zhong)要(yao)達到嚴格的(de)均勻(yun)分布(bu)是(shi)較為困難的(de)，但(dan)一定要(yao)避(bi)免(mian)功(gong)(gong)率密度(du)太高(gao)的(de)區域，以免(mian)出現過(guo)熱點影響整個電路的(de)正(zheng)常工作。
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