PCB電路闆散熱技巧

電路闆散(sàn)熱方式

1 、高發熱器件加(jiā)散熱器、導熱闆

當 PCB 中有少數器件發熱量(liàng)較大時（少(shǎo)于 3 個）時，可在發熱器件上加散熱器或導熱管，當溫度還不能降下來時，可采用帶風扇的散熱器(qì)，以增強散熱(rè)效果。當發熱器件量較多時（多于(yú) 3 個），可采用大的(de)散熱罩（闆），它是按 PCB 闆上發(fā)熱器件的位置和高(gāo)低而定制的專(zhuān)用散熱器或是在(zài)一個大(dà)的平闆散熱器(qì)上摳出不同(tóng)的元件高低位置(zhì)。将散(sàn)熱罩整體扣在元件面(miàn)上，與每個元件接觸而散熱。但由于元器件裝(zhuāng)焊時高低一(yī)緻性差，散(sàn)熱效果并不好。通(tōng)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 PCB 闆本身散熱(rè)

目前廣泛應用的 PCB闆材是覆銅 /環氧玻璃布基材或(huò)酚醛樹脂玻璃布基材，還有(yǒu)少量使用的(de)紙基覆銅闆材。這些基材雖(suī)然具有優良的電(diàn)氣性能和加工性能，但散熱性(xìng)差，作為高發熱元件的(de)散熱途徑，幾乎不能指望由 PCB本身樹脂傳導(dǎo)熱量，而是從元件的表面向周圍空氣中散熱。但随着電子(zǐ)産品已進入到部件小型化(huà)、高密度安(ān)裝、高發熱化組裝(zhuāng)時代，若隻(zhī)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(yuán)件的大量使用，元器件産(chǎn)生的(de)熱量大量地傳給 PCB闆，因此(cǐ)，解決散熱的最好方法是提高與發熱元(yuán)件直接接觸的 PCB自身的散熱能力(lì)，通過 PCB闆(pǎn)傳(chuán)導出(chū)去或散發出去。

3 、采用合理的走線設計實現散熱

由(yóu)于闆材中的樹脂(zhī)導熱(rè)性差，而銅箔線路和孔是熱的良導體，因此提高銅箔剩餘率和增加導(dǎo)熱孔(kǒng)是散熱的主要手段。

評(píng)價 PCB 的散熱能力，就需要對由導(dǎo)熱系數(shù)不同的各(gè)種材料構成的複合(hé)材料一一 PCB 用絕緣基闆(pǎn)的等效導熱系數（九 eq ）進行計算。

? 4 、設備内印制闆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闆(pǎn)。對于采用自由對流空氣冷(lěng)卻的設備，最好是将集成電路（或其(qí)他器件）按縱長方式(shì)排列，或按橫長方式排列。空氣流動時總是趨向于阻力(lì)小的地方流動，所以在印制電路闆上配置器件(jiàn)時，要避(bì)免在某個(gè)區域留有(yǒu)較大的空域。整機中多(duō)塊印制電路闆的配置也應注意同樣的問題。

? 5 、同(tóng)一塊印制闆上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程(chéng)度分區(qū)排列，發熱量小或耐熱性差的器件（如小信号晶體管、小規模集成(chéng)電路、電解電容等(děng)）放在冷卻氣流(liú)的最上流（入口處），發熱量大或耐熱性好(hǎo)的器件（如(rú)功率晶體(tǐ)管、大規模集(jí)成電路等）放在冷卻氣流最下遊。 對溫度比(bǐ)較敏感的器件最好安置(zhì)在溫度最低的區域（如設備的底部），千萬不要(yào)将它放在發熱(rè)器件的正上方，多(duō)個(gè)器件最好(hǎo)是在水平面上交錯(cuò)布局(jú)。

? 6 、在水平方向上，大功率器件盡量靠近(jìn)印制闆邊沿(yán)布置，以便縮短傳熱路(lù)徑；在垂直方向上，大功(gōng)率器(qì)件盡量靠(kào)近印制闆上方(fāng)布置，以便減少這些器件工作時對(duì)其他(tā)器件溫度的影響。

? 7 、避(bì)免 PCB上熱點的集中，盡(jìn)可能地将功率均(jun1)勻地分布在 PCB闆上，保持 PCB表面溫度性能的均勻和一緻(zhì)。往往設計過程(chéng)中要達到(dào)嚴格的(de)均勻(yún)分布是較為困難的，但(dàn)一定(dìng)要(yào)避免功(gōng)率密度太高的(de)區域，以免出(chū)現過熱點影響整(zhěng)個電路的正常(cháng)工作。

? 8 、将功耗最高和發熱最大的器件布置在散熱最(zuì)佳位置附(fù)近。不要将發(fā)熱較高的器件放(fàng)置在印制闆的角落和四周邊緣，除(chú)非在它的附近安排有散熱裝置。

? 9 、高熱耗散器件在與基闆連接時應盡能(néng)減少它們(men)之間的熱阻。為了更好地(dì)滿足熱特性要求，在(zài)芯片底(dǐ)面可使(shǐ)用一些熱導材(cái)料（如塗抹一層導熱矽(xī)膠），并保持一定的接觸區域供器件散熱。

器件與基(jī)闆的連接注意點：

（ 1） 盡量縮短器件引線(xiàn)長度；

（ 2）選擇(zé)高功(gōng)耗器件時(shí)，應考慮引線材(cái)料的導熱性，如果可能的(de)話，盡量選擇引線橫(héng)段面(miàn)最大；

（ 3）選擇管腳數(shù)較多的器件(jiàn)。

? 10 、器(qì)件的封裝選取：

（ 1）在考慮熱設計時應注意器件的封裝(zhuāng)說明和它的熱傳導率；

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

（ 3）在熱傳導路徑上應避免有空氣隔斷，如果有(yǒu)這(zhè)種情況可采用導熱材料進行填充。

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