pcb多層板散熱技巧解析

一、電路板散熱方式

1通過(guò)印刷電路板本身散熱

目前廣泛使用的PCB多層板為覆銅/環(huán)氧玻璃布基板或酚醛樹脂玻璃布基板，少量使用紙基覆銅板。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)熱元器件的散熱方式，幾乎不可能指望熱量由PCB本身的樹脂傳導(dǎo)，而是將熱量從元器件表面輻射到周圍空氣中。但是在電子元器件產(chǎn)品進(jìn)入小型化、高密度安裝、高熱組裝的時(shí)代，僅僅依靠表面積很小的元器件表面散熱是不夠的。同時(shí)，由于QFP和BGA等表面貼裝元件的廣泛使用，元件產(chǎn)生的大量熱量被傳遞到印刷電路板多層板。所以散熱的最佳解決方案方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB本身的散熱能力，通過(guò)PCB多層板傳導(dǎo)或散熱。

兩個(gè)高熱裝置加上散熱器和導(dǎo)熱板

當(dāng)PCB中的少數(shù)器件產(chǎn)生大量熱量(少于三個(gè))時(shí)，可以在加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)，可以使用大型散熱蓋(板)，這是根據(jù)發(fā)熱器件在PCB多層板上的位置和高度定制的專用散熱器，也可以在大型平板散熱器上挖出不同的元件高度位置。整個(gè)散熱蓋扣合在元件表面，并與每個(gè)元件接觸散熱。但是散熱效果不好，因?yàn)榻M裝焊接時(shí)元器件一致性差。通常在元件表面加一層柔軟的熱相變導(dǎo)熱墊，以改善散熱效果。

pcb多層板的散熱技巧

對(duì)于自由對(duì)流風(fēng)冷設(shè)備，集成電路(或其他設(shè)備)應(yīng)垂直或水平布置。

4采用合理的布線設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)散熱

由于板內(nèi)樹脂導(dǎo)熱性能差，銅箔線和孔是很好的導(dǎo)熱體。提高銅箔殘留率，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)(九當(dāng)量)。PCB是由各種不同導(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)熱低或熱阻差的器件(如小信號(hào)晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等。)。)應(yīng)放置在冷卻氣流的上游(入口)，以及產(chǎn)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管和大規(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，大功率器件盡可能靠近印制板邊緣布置，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，以減少這些器件工作時(shí)對(duì)其他器件溫度的影響。

7設(shè)備中PCB的散熱主要靠氣流，設(shè)計(jì)時(shí)需要研究氣流路徑，合理配置器件或PCB。當(dāng)空氣流動(dòng)時(shí)，它總是傾向于在低電阻的地方流動(dòng)，所以在印刷電路板上布置器件時(shí)，必須避免留下大的間隙

9.將功耗和發(fā)熱最高的設(shè)備放在最佳h

10避免熱點(diǎn)集中在PCB上，盡量將電源均勻分布在PCB多層板上，保持PCB表面溫度性能均勻一致。在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往很難做到嚴(yán)格的均勻分布，但必須避開功率密度高的區(qū)域，避免出現(xiàn)影響整個(gè)電路正常工作的熱點(diǎn)。如果有條件，就要分析印刷電路的熱效率。比如在一些專業(yè)的PCB設(shè)計(jì)軟件中加入熱效率指標(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)。