PCB電路闆散熱技巧

電路闆散熱方式(Shi)

1 、高發熱器件加散熱器、導熱闆

當 PCB 中[Zhong]有少[Shao]數器件發熱量[Liang]較大時（少(Shao)于 3 個）時，可(Ke)在發熱器[Qi]件上[Shang]加散熱器或導(Dao)熱(Re)管，當溫度還不能(Neng)降下(Xia)來時，可采用[Yong]帶(Dai)風扇的散熱器，以增[Zeng]強散熱效果。當發熱器件量較多時（多于 3 個），可采用[Yong]大的散熱罩（闆），它是按 PCB 闆上發(Fa)熱器件的位置和高[Gao]低而定制的專(Zhuan)用散熱器或是在一個大的平闆散熱器上摳出不同的(De)元件高低[Di]位置[Zhi]。将散熱罩整體(Ti)扣在元[Yuan]件面上，與每[Mei]個元件接觸而[Er]散熱。但由于元[Yuan]器件裝焊時高[Gao]低一緻性差，散熱效果并(Bing)不好。通常(Chang)在元器件[Jian]面上加柔[Rou]軟的熱相變[Bian]導熱墊來改(Gai)善散熱效果[Guo]。

2 、通過(Guo) PCB 闆本身散熱

目前(Qian)廣泛應用的 PCB闆材[Cai]是覆銅 /環氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃[Li]布基材(Cai)，還有少量使[Shi]用的紙基覆銅[Tong]闆材(Cai)。這些(Xie)基材雖然具有優良的電氣性能和[He]加[Jia]工性能，但散熱性差，作為(Wei)高發熱元件[Jian]的散熱途徑，幾乎不[Bu]能指望由 PCB本身樹脂傳導熱量，而是從元件(Jian)的表面向周圍[Wei]空氣中散熱(Re)。但随着電(Dian)子産品已進入[Ru]到部件小型化[Hua]、高密度安裝、高發熱[Re]化組裝時代，若隻靠(Kao)表面積十分小的元件表面來散熱是非[Fei]常不夠的(De)。同時由于 QFP、 BGA等表面安裝元(Yuan)件的大量使用，元器件産[Chan]生的熱量大量地傳給 PCB闆[Pan]，因此，解決散熱的最好方法是(Shi)提高(Gao)與發熱元件直接(Jie)接觸的[De] PCB自身(Shen)的散熱能力，通(Tong)過 PCB闆[Pan]傳導出去(Qu)或散發出(Chu)去。

3 、采用合理的走(Zou)線設計實現散熱

由[You]于闆材中的(De)樹脂導熱性差，而銅(Tong)箔[Bo]線路和孔是(Shi)熱的[De]良導體，因(Yin)此提高(Gao)銅箔剩[Sheng]餘率和(He)增加導(Dao)熱孔是散熱的主要手段。

評價 PCB 的散熱能力[Li]，就需要對由[You]導熱系數不同的各(Ge)種材[Cai]料構成的複(Fu)合[He]材料一一 PCB 用[Yong]絕緣基闆[Pan]的等效導熱系數[Shu]（九 eq ）進行(Hang)計算。

? 4 、設(She)備内印制[Zhi]闆的散熱主要依靠[Kao]空[Kong]氣流動，所以在設計時要[Yao]研(Yan)究空氣流動路(Lu)徑，合理配置器[Qi]件或印制(Zhi)電路闆(Pan)。對[Dui]于采用自由對流空(Kong)氣[Qi]冷卻的設備，最好是将集成電路(Lu)（或其(Qi)他器件）按(An)縱[Zong]長方式排列，或按橫長方式排列。空氣流動時總是趨向于[Yu]阻力(Li)小的地方流[Liu]動，所以在印(Yin)制電路闆上配[Pei]置器件時，要避免在某個區域留有較大的(De)空[Kong]域。整機中多塊[Kuai]印制電路闆的配置也應注意同樣的[De]問題。

? 5 、同一塊印制闆上[Shang]的器件應盡(Jin)可能按其發熱量[Liang]大小及散熱程度分(Fen)區排列，發熱量小或耐熱[Re]性差的器件（如(Ru)小信号晶[Jing]體管[Guan]、小規模集成電路、電解電容等(Deng)）放在冷卻氣流(Liu)的最上流（入口處），發熱量大或(Huo)耐熱性[Xing]好的器件（如功率(Lü)晶體(Ti)管、大規模集成[Cheng]電路等）放在冷卻氣流最下遊。 對溫(Wen)度比(Bi)較敏感的器件最[Zui]好安置在溫度最低(Di)的區域（如設[She]備的[De]底部），千萬不要(Yao)将它放在發熱[Re]器[Qi]件的正上方[Fang]，多個器件最好是在水平面上交錯布局。

? 6 、在水(Shui)平方向上，大功(Gong)率器件盡量靠(Kao)近[Jin]印制闆[Pan]邊沿布置，以(Yi)便縮短傳熱(Re)路(Lu)徑；在垂[Chui]直方向上[Shang]，大功(Gong)率器件盡量(Liang)靠近印制闆上方布置，以[Yi]便減少[Shao]這(Zhe)些器件工作時(Shi)對(Dui)其他器件溫度的(De)影(Ying)響。

? 7 、避(Bi)免 PCB上熱點[Dian]的集中，盡可(Ke)能地将功率(Lü)均勻地分布(Bu)在 PCB闆上[Shang]，保持 PCB表面(Mian)溫度性能的均勻和一(Yi)緻[Zhi]。往往設計過程[Cheng]中要達到嚴格的均勻分布是(Shi)較為困難的，但一定要(Yao)避免功率密度太高[Gao]的區域，以免[Mian]出現過熱點影響整(Zheng)個電路的正常工[Gong]作。

? 8 、将功[Gong]耗最高和發熱最大[Da]的器件布置在散熱[Re]最佳位置附近。不要将發(Fa)熱較高的器件[Jian]放(Fang)置在印制闆[Pan]的角(Jiao)落和四周(Zhou)邊緣，除非在它的(De)附近安排有[You]散熱裝置。

? 9 、高熱[Re]耗散器(Qi)件在與基闆(Pan)連接時應[Ying]盡(Jin)能減少它們之間(Jian)的熱阻。為[Wei]了更好地(Di)滿足熱特性要求[Qiu]，在芯片底面可使用一些熱導材料（如塗抹[Mo]一層導熱矽膠[Jiao]），并保持一定[Ding]的接觸[Chu]區域[Yu]供器(Qi)件散熱。

器件與基[Ji]闆的連接注意點[Dian]：

（ 1） 盡量縮短[Duan]器件引線長度；

（ 2）選擇高功耗器件時，應考慮引線材[Cai]料的導熱性，如果可能(Neng)的[De]話，盡量選擇[Ze]引線橫(Heng)段面最大；

（ 3）選擇管腳數較多的(De)器件。

? 10 、器件(Jian)的封裝選取：

（ 1）在(Zai)考慮熱設[She]計時應注意(Yi)器件的(De)封裝說明[Ming]和它的熱(Re)傳導率；

（ 2）應[Ying]考慮在基闆與器件封裝之間提供[Gong]一個良好的熱[Re]傳[Chuan]導路徑；

（ 3）在(Zai)熱傳導路徑上應避免(Mian)有空[Kong]氣隔斷，如果有這種情[Qing]況可采用導[Dao]熱材(Cai)料[Liao]進行填充。

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