PCB科技 - PCB熱設計的幾種方法

1通過 印刷電路板板 它本身

At present, 廣泛使用的 印刷電路板板 are copper-clad/環氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材, 使用少量紙基覆銅板. 雖然這些基板具有優异的電學效能和加工效能, 散熱性差. 作為高熱組件的散熱路徑, 幾乎不可能從樹脂中獲得熱量 印刷電路板 自身導熱, 而是將部件表面的熱量散發到周圍的空氣中. 然而, 隨著電子產品進入元器件小型化時代, 高密度安裝, 和高熱組件, 僅依靠表面積非常小的部件表面散熱是不够的. 同時, 由於QFP和BGA等表面貼裝組件的廣泛使用, 部件產生的大量熱量傳遞到 印刷電路板板. 因此, 解决散熱問題的最佳方法是提高 印刷電路板 itself, 與加熱元件直接接觸, 通過 印刷電路板板. 傳輸或發射.

2個高發熱量部件加上散熱器和導熱板

當印刷電路板中的少量組件產生大量熱量（少於3.）時，可以在加熱設備中添加散熱器或熱管。 當溫度不能降低時，可以使用帶風扇的散熱器來增强散熱效果。 當加熱裝置數量較大（超過3個）時，可以使用大型散熱蓋（板），該散熱蓋（板）是根據加熱裝置在印刷電路板上的位置和高度定制的專用散熱器，或者是從不同組件高度位置切出的大型扁平散熱器。 散熱蓋整體扣合在構件表面，與各構件接觸散熱。 但由於構件在裝配和焊接過程中高度一致性差，散熱效果不好。 通常，在構件表面添加一個軟質熱相變熱墊，以改善散熱效果。

3對於採用自由對流風冷的設備, it is best to arrange integrated circuits (or other devices) vertically or horizontally.

4採用合理的佈線設計，實現散熱

因為板中的樹脂導熱性差, 銅箔線和孔是熱的良導體, 提高銅箔的殘留率和新增導熱孔是主要的散熱手段.

評估 印刷電路板, it is necessary to calculate the equivalent thermal conductivity (nine eq) of the composite 材料 composed of various 材料 with different thermal conductivity-the insulating substrate for the 印刷電路板.

5同一印製板上的設備應盡可能根據其熱值和散熱程度進行佈置. Devices with low calorific value or poor heat resistance (such as small signal transistors, 小型集成電路, 電解電容, 等.) should be placed in cooling At the top of the airflow (at the entrance), devices with large heat or heat resistance (such as power transistors, 大規模集成電路, 等.) are placed at the most downstream of the cooling airflow.

6在水准方向, 大功率器件盡可能靠近印製板邊緣，以縮短傳熱路徑； 在垂直方向上, 大功率設備應盡可能靠近印製板頂部，以降低其他設備工作時的溫度. 影響.

7設備內印製板的散熱主要依靠氣流, 囙此，設計時應研究氣流路徑, 合理配置設備或印刷電路板. 當空氣流動時, 它總是傾向於在低阻力的地方流動, 囙此，在印刷電路板上配寘設備時, 避免在某一區域離開較大空域. 整機中多塊印刷電路板的配寘也應注意同一問題.

8. The temperature-sensitive device is best placed in the lowest temperature area (such as the bottom of the device). 切勿將其直接置於加熱裝置上方. 最好在水平面上錯開多個設備.

9將功耗最高、產熱量最高的部件佈置在最佳散熱位置附近. 請勿在印製板的角部和周邊邊緣放置高熱設備, 除非附近有散熱器. 設計功率電阻器時, 盡可能選擇更大的設備, 並在調整印製板佈局時，使其有足够的散熱空間.

10射頻功率放大器或LED 印刷電路板 採用金屬基底.
11避免熱點集中在 印刷電路板, 將功率均勻分佈在 印刷電路板板 盡可能多地, 並保留 印刷電路板 表面溫度效能均勻一致. 在設計過程中，通常很難實現嚴格的均勻分佈, 但必須避免功率密度過高的區域，以防止熱點影響整個電路的正常運行. 如果可能的話, 有必要分析印刷電路的熱效率. 例如, 某專業新增熱效率名額分析軟體模塊 印刷電路板 設計軟體可以幫助設計者優化電路設計.
四, summary
3.1 Material selection
(1) The temperature rise of the conductors of the printed board due to the passing current plus the specified ambient temperature should not exceed 125 degree Celsius (commonly used typical value. It may be different depending on the selected board). 因為安裝在印製板上的組件也會散發一些熱量, 影響工作溫度, 在選擇資料和印製板設計時，應考慮這些因素. 熱點溫度不應超過125攝氏度. Choose thicker copper clad as much as possible
(2) In special cases, 鋁基, 陶瓷基脆性的, 可選用其他低熱阻板材.
(3) The multi-layer board structure is helpful for 印刷電路板熱設計.

3.2 Ensure that the heat dissipation channel is unblocked
(1) Make full use of the components arrangement, 銅皮, 窗戶開孔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) The setting of heat dissipation through holes Design some heat dissipation through holes and blind holes, 有效新增散熱面積，降低熱阻, 並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) The use of thermally conductive 材料 In order to reduce the thermal resistance of the thermal conduction process, 在高功耗器件與基板之間的接觸面上使用導熱資料，以提高導熱效率.
(4) The process method is likely to cause local 高的 temperature in some areas where the device is mounted on both sides. 為了改善散熱條件, 錫膏中可混入少量銅, 再流焊後設備下方會有一定數量的焊點. high. 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) Perform software thermal analysis on 印刷電路板, 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；