電路板散熱方式

1.高熱裝置加散熱器和導(dǎo)熱板
當(dāng)印刷電路板上有幾個(gè)器件產(chǎn)生大量熱量時(shí)(少于3個(gè)器件)，可以在發(fā)熱器件上增加散熱器或熱管，當(dāng)溫度不能降低時(shí)，可以使用帶風(fēng)扇的散熱器來(lái)增強(qiáng)散熱效果。當(dāng)有大量發(fā)熱器件(3個(gè)以上)時(shí)，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(gè)散熱蓋扣合于組件表面，并與各組件接觸散熱。然而，散熱效果不好，因?yàn)榻M件在組裝和焊接期間一致性差。通常，在元件表面增加一個(gè)柔軟的熱相變導(dǎo)熱墊，以改善散熱效果。
2.通過(guò)印刷電路板本身散熱
目前廣泛使用的印刷電路板材料有覆銅/環(huán)氧玻璃布基板或酚醛樹(shù)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(shù)脂傳導(dǎo)，而是將熱量從元件表面散發(fā)到周?chē)諝庵?。然而，隨著電子設(shè)備產(chǎn)品進(jìn)入元件小型化、高密度安裝和高熱裝配時(shí)代，僅僅依靠表面積非常小的元件表面散熱是不夠的。同時(shí)，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(wèn)題方法的最佳途徑是提高與發(fā)熱元件直接接觸的印刷電路板本身的散熱能力，并通過(guò)印刷電路板傳導(dǎo)或輻射。
3.采用合理的布線設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)散熱
由于板材中的樹(shù)脂導(dǎo)熱性能差，而銅箔線和孔是良好的導(dǎo)熱體，因此提高銅箔剩余率和增加導(dǎo)熱孔是散熱的主要手段。
為了評(píng)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。
4.對(duì)于由自然對(duì)流空氣冷卻的設(shè)備，最好將集成電路(或其他設(shè)備)縱向或橫向排列。
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(hào)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，以縮短熱傳遞路徑；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(shí)對(duì)其它器件溫度的影響。
7.對(duì)溫度敏感的設(shè)備應(yīng)放置在最低溫度區(qū)域(如設(shè)備底部)。切勿將其直接放在加熱裝置上方。多個(gè)設(shè)備應(yīng)在水平面上交錯(cuò)排列。
8.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(dòng)時(shí)，它總是傾向于在低阻力的地方流動(dòng)，所以在印刷電路板上布置器件時(shí)，有必要避免在某個(gè)區(qū)域留下大的空間。整機(jī)中多個(gè)印刷電路板的配置也應(yīng)注意同樣的問(wèn)題。
9.避免熱點(diǎn)集中在印刷電路板上，盡量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(guò)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(guò)高的區(qū)域，以避免熱點(diǎn)影響
10.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(shí)，盡量選擇較大的器件，并在調(diào)整印刷電路板布局時(shí)使其有足夠的散熱空間。
11.當(dāng)將高散熱裝置與基板連接時(shí)，它們之間的熱阻應(yīng)盡可能減小。為了更好地滿(mǎn)足熱特性的要求，可以在芯片的底面使用一些導(dǎo)熱材料(如涂一層導(dǎo)熱硅膠)，并且可以為器件保持一定的接觸面積來(lái)散熱。
12.器件和襯底之間的連接：
(1)盡量縮短器件的引線長(zhǎng)度；
(2)在選擇高功耗器件時(shí)，應(yīng)考慮鉛材料的導(dǎo)熱系數(shù)，如有可能，應(yīng)盡可能選擇鉛的最大截面；
(3)選擇具有更多引腳的器件。
13.設(shè)備的包裝選擇：
(1)在考慮熱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意設(shè)備的包裝說(shuō)明及其導(dǎo)熱性；
(2)應(yīng)該在襯底和器件封裝之間提供良好的熱傳導(dǎo)路徑；
(3)導(dǎo)熱路徑上應(yīng)避免空氣隔斷，如果是這樣，可使用導(dǎo)熱材料進(jìn)行填充。