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PCB電路板散熱技巧

2020-07-11 10:30:00
印刷電路板的散熱是一個非常重要的環(huán)節(jié),那么印刷電路板的散熱技巧是什么呢?讓我們一起討論一下。
對于電子設(shè)備,工作時會產(chǎn)生一定量的熱量,使設(shè)備內(nèi)部溫度迅速上升。如果熱量不及時釋放,設(shè)備將繼續(xù)升溫,設(shè)備將因過熱而失效,電子設(shè)備的可靠性將下降。因此,對電路板進(jìn)行良好的散熱處理是非常重要的。
一、電路板散熱方式
1.通過印制板本身散熱目前廣泛使用的印制板是覆銅/環(huán)氧玻璃布基板或酚醛樹脂玻璃布基板,并使用少量紙基覆銅板材料。盡管這些基材具有優(yōu)異的電性能和加工性能,但它們的散熱性差。作為高發(fā)熱元件的散熱方式,幾乎不可能期望熱量由印刷電路板本身的樹脂傳導(dǎo),而是將熱量從元件表面散發(fā)到周圍空氣中。然而,隨著電子產(chǎn)品進(jìn)入進(jìn)入小型化、高密度安裝和高發(fā)熱組件的時代,僅僅依靠表面積非常小的元件表面散熱是不夠的。同時,由于廣泛使用QFP、BGA和其他表面貼裝元件,元件產(chǎn)生的熱量被傳遞到印刷電路板。因此,解決散熱問題的最佳途徑是提高與發(fā)熱元件直接接觸的印刷電路板的散熱能力,并通過印刷電路板傳導(dǎo)或散熱。
2個高熱產(chǎn)生裝置加上散熱器和導(dǎo)熱板。當(dāng)印刷電路板上有幾個發(fā)熱大(少于三個)的器件時,可以在加熱器件上增加散熱器或熱導(dǎo)管。當(dāng)溫度不能降低時,可以使用帶風(fēng)扇的散熱器來增強(qiáng)散熱效果。當(dāng)有大量發(fā)熱器件(3個以上)時,可以使用大型散熱罩(板),這是根據(jù)發(fā)熱器件在印刷電路板上的位置和高度定制的特殊散熱器,或者可以在大型平板散熱器上挖出不同的元件高低位置。整個散熱蓋扣合于組件表面,并與各組件接觸散熱。然而,由于組件在組裝和焊接過程中一致性差,散熱效果不好。通常,在元件表面增加一個柔軟的熱相變導(dǎo)熱墊,以提高散熱效果?!?nbsp;  
3對于由自然對流空氣冷卻的設(shè)備,最好將集成電路(或其他設(shè)備)縱向或橫向布置。
4 .采用合理的布線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)散熱。由于板材中的樹脂導(dǎo)熱性能差,銅箔線和孔是良好的導(dǎo)熱體,提高銅箔的剩余率和增加導(dǎo)熱孔是散熱的主要手段。為了評估印刷電路板的散熱能力,需要計(jì)算印刷電路板絕緣基板的等效導(dǎo)熱系數(shù)(9當(dāng)量),該絕緣基板是由不同導(dǎo)熱系數(shù)的材料組成的復(fù)合材料。
5同一印刷電路板上的器件應(yīng)盡可能根據(jù)其發(fā)熱量和散熱程度排列。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、電解電容器等)。)應(yīng)放置在冷卻氣流的上游(入口),而具有高熱值或良好耐熱性的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等。)應(yīng)放置在冷卻氣流的下游。
6在水平方向上,大功率器件盡可能靠近印刷電路板的邊緣布置,以縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡可能靠近印刷電路板的頂部布置,以減少這些器件在工作時對其它器件溫度的影響。
7設(shè)備中印刷電路板的散熱主要取決于氣流,因此有必要研究氣流路徑,在設(shè)計(jì)中合理配置器件或印刷電路板。當(dāng)空氣流動時,它總是傾向于在低阻力的地方流動,所以在印刷電路板上布置器件時,有必要避免在某個區(qū)域留下大的空間。整機(jī)中多個印刷電路板的配置也應(yīng)注意同樣的問題。
8溫度敏感裝置應(yīng)放置在最低溫度區(qū)域(如設(shè)備底部)。切勿將它們直接放在加熱裝置上方。多個設(shè)備應(yīng)在水平面上交錯排列。
9.將功耗和產(chǎn)熱量最高的設(shè)備放在最佳散熱位置附近。除非附近有散熱設(shè)備,否則不要將發(fā)熱高的設(shè)備放在印刷電路板的角落和外圍邊緣。設(shè)計(jì)功率電阻時,盡量選擇較大的器件,并在調(diào)整印刷電路板布局時使其有足夠的散熱空間。
10避免熱點(diǎn)集中在印刷電路板上,盡可能在印刷電路板上均勻分布電源,保持印刷電路板表面溫度性能均勻一致。在設(shè)計(jì)過程中通常很難實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的均勻分布,但必須避免功率密度過高的區(qū)域,以免熱點(diǎn)影響整個電路的正常運(yùn)行。如果有條件,就有必要分析印刷電路的熱效率。例如,在一些專業(yè)的印刷電路板設(shè)計(jì)軟件中增加了熱效率指標(biāo)分析軟件模塊,可以幫助設(shè)計(jì)人員優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。
以上是PCB散熱技巧和方法的介紹,希望對大家有所影響。PCB電路板散熱技巧

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