PCB電路闆散熱技(jì)巧

電路闆散熱方式(shì)

1 、高發熱器件加(jiā)散熱器、導熱闆

當 PCB 中有少數器件(jiàn)發熱量較大時（少(shǎo)于 3 個）時，可在發熱器件上加散熱器或導熱管，當溫度還不能(néng)降(jiàng)下(xià)來時，可采用帶風扇的散熱器，以增強散熱效(xiào)果。當發熱(rè)器件量較多時（多于 3 個），可采用(yòng)大的散熱罩（闆），它是按(àn) PCB 闆上發(fā)熱器件的位置和高低而定制的專用散熱器或(huò)是在一個大的平闆散熱器上摳(kōu)出不同的元件高低位置(zhì)。将散熱罩(zhào)整體扣(kòu)在元件面上，與每個元件接觸(chù)而散熱(rè)。但由于元器件裝焊時高(gāo)低一緻性差，散熱效果并(bìng)不好(hǎo)。通(tōng)常在元器件面上加柔(róu)軟的(de)熱相變導熱墊來改(gǎi)善散熱效果。

2 、通過(guò) PCB 闆本身(shēn)散熱

目前廣泛應用的 PCB闆材(cái)是覆銅 /環氧玻璃布基材(cái)或(huò)酚醛(quán)樹脂玻璃布基材，還有(yǒu)少量使用的紙基覆銅闆材(cái)。這些(xiē)基材雖然具有優良的電氣性能和加工性能，但散(sàn)熱性差，作為高(gāo)發熱元件的散熱途徑，幾乎不(bú)能指望由 PCB本身樹脂傳導(dǎo)熱量，而是從(cóng)元件的表面(miàn)向周圍空氣中散熱(rè)。但随着電子(zǐ)産品已進入到部件小型化、高(gāo)密度安裝、高發熱化組裝時代，若隻(zhī)靠表面積十分小(xiǎo)的元件表面來散熱是非常不夠的。同時由于 QFP、 BGA等表(biǎo)面安裝元件的大量使用，元器件産生的熱量大量地傳(chuán)給 PCB闆，因此，解決散熱的最好方法是提高與發熱元件直接接觸的 PCB自身的散熱能力，通過 PCB闆傳導出去(qù)或散發出去。

3 、采用合理的走線設計實現散熱(rè)

由于闆材中的樹脂(zhī)導熱性(xìng)差(chà)，而銅(tóng)箔(bó)線路和孔是熱的良導體，因(yīn)此提高銅箔剩餘率和增加導(dǎo)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複合(hé)材料一一 PCB 用絕緣基闆的等效導(dǎo)熱系數（九 eq ）進行計算。

? 4 、設備内印制闆的散熱(rè)主要依靠空氣流動，所以(yǐ)在(zài)設計時要研(yán)究空(kōng)氣流動路徑，合理配置器件或印制電路闆。對于(yú)采用自由對流空氣冷(lěng)卻的設備，最(zuì)好(hǎo)是将集成電(diàn)路（或其(qí)他器件）按縱長方式排列(liè)，或按橫長方式排列。空(kōng)氣流動時總是趨向于阻力(lì)小的地方流動，所以在印制(zhì)電(diàn)路闆上配置器(qì)件時，要避免在某個(gè)區域(yù)留有較大的(de)空域。整機中多塊(kuài)印制電路闆的配置也應(yīng)注意同樣的問題。

? 5 、同一塊印制闆上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程度分區排列，發熱量小或耐熱性差的器件（如小信号晶(jīng)體管、小規模集成電路、電解電容等）放在冷卻氣流的最上流（入口處），發(fā)熱量(liàng)大或耐熱性(xìng)好的器件（如功率晶體(tǐ)管、大規模集成電路等）放在冷卻氣流最下遊。 對溫度比較敏感的器件最好安置(zhì)在溫度最低的區域（如設(shè)備的(de)底部），千萬不要将它放在發熱器件的正上方，多個器件最好是在水平面上交錯布局。

? 6 、在(zài)水平方向上，大功(gōng)率器件盡量靠近印制闆邊沿布置(zhì)，以便縮短傳熱(rè)路徑；在垂(chuí)直方向上，大功率器件盡量靠(kào)近印制闆上方布置，以便減少(shǎo)這些器件工作時對其他器件(jiàn)溫度的影響。

? 7 、避免 PCB上熱點的集中，盡(jìn)可能地将(jiāng)功率均(jun1)勻地分布在 PCB闆上，保持(chí) PCB表面溫度性能的均勻和一緻。往往設計過程中要達到嚴格(gé)的均勻分(fèn)布是較為困難的，但一定(dìng)要(yào)避免功率密度太(tài)高的區域，以免(miǎn)出(chū)現過熱點影響整(zhěng)個電(diàn)路的正常工作。

? 8 、将功耗最高和發熱最大(dà)的器件布(bù)置在散熱最佳位置附近。不要将發熱較高的器件放置在印制闆的角落和四周邊緣，除非在它的附近安排有散熱裝置。

? 9 、高熱(rè)耗散器件在與基闆連接時應(yīng)盡能減少它們之間的熱阻。為(wéi)了更好地滿足熱特性要求，在(zài)芯片底面可使用一些熱導材(cái)料（如塗抹一層導熱(rè)矽(xī)膠），并保持一定的接觸區域供器(qì)件散(sàn)熱。

器件與基闆(pǎn)的連接注意點：

（ 1） 盡量縮短器(qì)件引線長度；

（ 2）選擇高功耗器件時，應考慮引線材(cái)料的導熱性，如果可能的話，盡量選擇引線橫(héng)段面最大；

（ 3）選擇管腳數較多的器件。

? 10 、器件的封裝選取：

（ 1）在考慮熱設計時應注意器件的(de)封裝說明和它的熱傳導率；

（ 2）應(yīng)考慮(lǜ)在基闆與器件封裝之間提供(gòng)一個良好的熱(rè)傳導路徑；

（ 3）在熱傳導路徑上應(yīng)避免有空氣隔斷，如(rú)果有這(zhè)種(zhǒng)情況可采用導熱材料進行填充。

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