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1 重要性 熱設計印刷電路板
除了有用的工作, 電子設備在運行過程中消耗的大部分電能轉化為熱量並排放出去. 電子設備產生的熱量導致內部溫度迅速上升. 如果沒有及時散熱, 設備將繼續加熱, 設備將因過熱而發生故障, 電子設備的可靠性會降低.
SMT提高電子設備安裝密度, 减少有效散熱面積, 設備溫昇嚴重影響可靠性. 因此, 熱設計的研究非常重要.
2、印刷電路板溫昇因素分析
印刷電路板溫昇的直接原因是電路功耗器件的存在，而電子器件都有不同程度的功耗，並且加熱强度隨功耗的大小而變化。
印刷電路板中的兩種溫昇現象：
（1）局部溫昇或大面積溫昇；
(2) Short-term temperature rise or long-term temperature rise.
分析時 印刷電路板熱功率 消耗, 一般從以下幾個方面進行分析.
2.1用電量
（1）分析組織面積用電量；
(2) Analyze 這個 distribution of power consumption on the 印刷電路板。
2.2印刷電路板的結構
（1）印刷電路板的尺寸；
（2）印刷電路板的資料。
2.3印刷電路板的安裝方法
（1）安裝方式（如垂直安裝、水准安裝）；
（2）密封條件和與外殼的距離。
2.4熱輻射
（1）印刷電路板表面的輻射係數；
（2）印刷電路板與相鄰表面之間的溫差及其絕對溫度；
2.5熱傳導
（1）安裝散熱器；
（2）其他安裝結構件的傳導。
2.6熱對流
（1）自然對流；
（2）強制冷卻對流。
從印刷電路板上分析上述因素是解决印製板溫昇的有效途徑。 在產品和系統中，這些因素往往相互關聯和依賴。 大多數因素應根據實際情況進行分析，只有針對特定的實際情況才能更準確地計算或估計溫昇和功耗等參數。
3、熱工設計原則
3.1資料選擇
（1）由於通過電流加上規定的環境溫度，印刷電路板導體的溫昇不應超過125°C（通常使用的典型值可能因所選電路板而异）。 由於安裝在印刷電路板上的元件也會釋放一些熱量，從而影響工作溫度，囙此在選擇資料和設計印刷電路板時應考慮這些因素。 熱點溫度不應超過125°C。盡可能選擇較厚的覆銅板。
（2）在特殊情况下，可以選擇鋁基、陶瓷基和其他熱阻較低的板材。
（3）多層電路板結構的使用有助於印刷電路板的熱設計。
3.2確保散熱通道暢通
（1）充分利用元件佈置、銅皮、視窗開口和散熱孔，建立合理有效的低熱阻通道，確保熱量順利輸出到印刷電路板。
(2) Setting of heat dissipation through holes
Designing some heat dissipation through holes and blind holes can effectively increase the heat dissipation area and reduce the thermal resistance, 提高電路板的功率密度. 例如, 在LCCC設備的焊盤上設定通孔. 焊料填充在電路生產過程中，以新增熱導率. 電路運行過程中產生的熱量可以通過通孔或盲孔迅速傳遞到金屬散熱層或背面的銅墊上進行散熱. 在某些特定情况下, 具有散熱層的電路板是專業設計和使用的. 散熱資料一般為銅/鉬及其他資料, 例如某些模組電源上使用的印製板.
(3) Use of thermally conductive 材料
In order to reduce the thermal resistance of the heat 傳導 process, 在高功耗器件和基板之間的接觸面上使用導熱資料以提高導熱效率.
(4) Process method
For some areas where the device is mounted on both sides, 容易引起局部高溫. 為了改善散熱條件, 錫膏中可混入少量銅, 再流焊後，設備下方的焊點會有一定的高度. 設備和印製板之間的間隙增大, 對流散熱新增.
3.3部件佈置要求
（1）對印刷電路板進行軟件熱分析，設計並控制內部最大溫昇；
（2）可以考慮在印刷電路板上專業設計和安裝高熱和高輻射組件；
（3）板的熱容分佈均勻。 注意不要集中放置大功率組件。 如果不可避免，將短部件放置在氣流的上游，並確保有足够的冷卻空氣流過熱量消耗集中區域；
（4）使傳熱路徑盡可能短；
（5）使傳熱截面盡可能大；
（6）部件的佈置應考慮熱輻射對周圍部件的影響。 熱敏零部件（包括半導體器件）應遠離熱源或隔離；
（7）（液體介質）最好使電容器遠離熱源；
（8）注意強制通風和自然通風的方向；
（9）附加子板和設備風道與通風方向相同；
（10）盡可能使進排氣有足够的距離；
（11）加熱裝置應盡可能置於產品上方，條件允許時應置於氣流通道內；
（12）高熱或大電流的部件不應放置在印製板的角落和周邊邊緣，應盡可能長地安裝在散熱器上，遠離其他部件，並確保散熱通道暢通；
（13）（小訊號放大器周邊設備）儘量使用溫度漂移小的設備；
（14）儘量使用金屬底盤或底盤散熱。
3.4接線要求
（1）板材選擇（合理設計印製板結構）；
（2）接線規則；
（3）根據器件電流密度規劃最小溝道寬度； 特別注意接頭處的通道佈線；
（4）高電流線路應盡可能表面化； 如果不能滿足要求，可以考慮使用母線；
(5) Minimize the thermal resistance of the contact surface. 出於這個原因, 應擴大導熱面積； 接觸面應平整光滑, 必要時可塗漆.
塗有熱潤滑脂；
（6）考慮熱應力點的應力平衡措施，加厚線；
（7）散熱銅皮需要採用散熱應力的視窗方法，並使用散熱阻焊板適當打開視窗；
（8）如有可能，在表面使用大面積銅箔；
（9）印製板上的地面安裝孔使用較大的墊片，充分利用印製板表面的安裝螺栓和銅箔散熱；
（10）放置盡可能多的金屬化過孔，孔徑和磁片表面應盡可能大，依靠過孔幫助散熱；
（11）設備散熱的補充管道；
（12）在可以使用大表面積銅箔的情况下，出於經濟考慮，可能不使用添加散熱器的方法；
（13）根據裝置的功耗、環境溫度和最大允許結溫（保證原則tj ·（0.5 0.8）tjmax），計算適當的表面散熱銅箔面積。
4、熱類比（熱分析）
熱分析可以幫助設計師確定印刷電路板上組件的電力效能，並幫助設計師確定組件或印刷電路板是否會因高溫而燒毀。 簡單的熱分析只計算印刷電路板的平均溫度，而複雜的熱分析需要建立包含多個印刷電路板和數千個組件的電子設備的瞬態模型。
無論分析員在構建電子設備的熱模型時多麼小心, 印刷電路板s, 和電子元件, 熱分析的準確性最終取決於 印刷電路板 設計師. 在許多應用中, 體重和體型非常重要. 如果組件的實際功耗很小, 設計的安全係數可能過高, 因此 印刷電路板 設計使用的組件功耗值與實際值不匹配或過於保守. 熱分析, on the contrary (and more serious at the same time), 熱安全係數設計得太低, 那就是, 部件的實際工作溫度高於分析員的預測. 此類問題通常需要安裝散熱器或風扇來冷卻 印刷電路板 要解决它. 這些外部配件新增了成本並延長了製造時間. 在設計中添加風扇也會給可靠性帶來一層不穩定性. 因此, the 印刷電路板 now mainly adopts active rather than passive cooling methods (such as natural convection, conduction, and Radiation heat dissipation) to make the components work in a lower temperature range.
不良的熱設計最終會新增成本並降低可靠性. 這一切都可能發生 印刷電路板 設計. 準確確定組件的功耗需要一些努力, 然後進行 印刷電路板 熱分析, 這將有助於生產緊湊、功能齊全的產品. 强大的產品. 應使用準確的熱模型和組件功耗，以避免降低 印刷電路板 設計效率.
4.1部件功耗計算
準確確定印刷電路板組件的功耗是一個反覆運算過程。 印刷電路板設計者需要知道元件溫度以確定功率損耗，而熱分析員需要知道功率損耗以將其輸入到熱模型中。 設計者首先猜測元件的工作環境溫度或從初步熱分析中獲得估計值，並將元件功耗輸入詳細的熱模型中，以計算印刷電路板和相關元件的“結”（或熱點）溫度， 第二步使用新溫度重新計算組件的功耗，並將計算出的功耗用作下一個熱分析過程的輸入。 在理想情况下，該過程將繼續，直到值不再更改為止。
然而，印刷電路板設計師經常面臨快速完成任務的壓力，他們沒有足够的時間進行耗時和重複的工作，以確定組件的電力和熱效能。 一種簡化的方法是將印刷電路板的總功耗估計為作用於整個印刷電路板表面的均勻熱流。 熱分析可以預測平均環境溫度，允許設計師計算組件的功耗，並通過進一步重新計算組件溫度來瞭解是否需要進行其他工作。
通用電子元件製造商提供元件規格，包括正常運行的最高溫度。 部件的效能通常受環境溫度或部件內部溫度的影響。 消費電子產品通常使用最高工作溫度為85攝氏度的塑膠封裝組件； 雖然軍用產品通常使用最高工作溫度為125攝氏度的陶瓷零件，最高額定溫度通常為105攝氏度。印刷電路板設計師可以使用設備製造商提供的“溫度/功率”曲線來確定組件在特定溫度下的功耗。
計算元件溫度最準確的方法是進行瞬態熱分析，但很難確定元件的暫態功耗。
更好的折衷方法是在穩態條件下分別進行額定和最壞情况分析.
印刷電路板 受到各種熱量的影響. 可應用的典型熱邊界條件包括：
前後表面的自然或強制對流；
前後表面的熱輻射；
從邊緣傳導 印刷電路板 to the device shell;
通過剛性或柔性連接器傳導至其他印刷電路板；
從印刷電路板到支架的傳導（螺栓連接或膠合固定）；
The conduction of the heat sink between 2 印刷電路板夾層.
