PCB科技 - 電路板的冷卻管道有哪些

1、帶散熱器和導熱板的高熱裝置

When there are a few components in the PCB with high heat (less than 3), 加熱裝置可加裝散熱器或導熱管. 當溫度無法降低時, 可以使用帶風扇的散熱器來增强散熱效果. When the number of heating devices is large (more than 3), a large heat sink (plate) can be used. 它是根據加熱裝置在 PCB板 或一個大的扁平散熱器，以切割出不同的部件高度位置. 散熱蓋整體扣在部件表面, 散熱與各部件接觸. 然而, 組件一致性差，散熱效果不好. 為了提高散熱效果，通常在構件表面添加軟質熱相變墊.

2、通過PCB板散熱

現時，廣泛使用的PCB板有鍍銅/環氧玻璃布或酚醛樹脂玻璃布，以及少量的紙塗層銅板。 儘管這些基板具有優异的電學效能和加工效能，但它們的散熱效能較差。 作為高熱組件的一種散熱管道，熱量很難通過PCB本身的樹脂進行傳遞，而是從組件表面向周圍空氣進行散熱。 然而，隨著電子產品進入了元件小型化、高密度安裝和高熱組裝時代，僅依靠表面積非常小的元件表面散熱是不够的。 同時，由於QFP和BGA等表面安裝元件的廣泛使用，元件產生的大量熱量被傳輸到PCB板。 囙此，解决散熱問題的最佳方法是提高與發熱元件直接接觸的PCB的散熱能力，並通過PCB板傳導或發射。

3、採用合理的佈線設計，實現散熱

由於板材中的樹脂導熱性差，銅箔線和銅箔孔都是良好的導熱體，囙此提高銅箔的殘留率和新增導熱孔是主要的散熱手段。

為了評估PCB的散熱能力，有必要計算PCB絕緣基板的等效導熱係數（nine eq），該基板由具有不同導熱率的各種資料組成。

對於由自由對流空氣冷卻的設備，最好在縱向或橫向長度上佈置集成電路（或其他設備）。

5、同一印製板上的設備應根據其熱值和散熱程度儘量佈置。 熱值低或耐熱性差的設備（如小訊號電晶體、小型集成電路、電解電容器等）應放置在冷卻氣流（入口）的頂部。 具有高熱值或良好耐熱性的設備（如功率電晶體、大型集成電路等）放置在冷卻氣流的最下游。

6、在水平方向上，大功率器件應盡可能靠近印製板邊緣，以縮短傳熱路徑； 在垂直方向上，大功率器件盡可能靠近印製板佈置，以减少這些器件在工作時對其他器件溫度的影響。

7、感溫裝置最好放置在溫度最低的區域（如設備底部），不要將其放在加熱裝置正上方，多個裝置最好在水平面上交錯佈置。

8、設備中印制板的散熱主要取決於氣流，設計時應研究氣流路徑，合理配置器件或印製板。 氣流總是傾向於在阻力較小的地方流動，囙此在印刷電路板上配寘設備時，避免在特定區域有較大的空間。 整機中多塊印刷電路板的配寘應注意同一問題。

9、避免PCB上的熱點集中，儘量在PCB板上均勻分佈電源，保持PCB表面溫度效能均勻一致。 在設計過程中往往難以實現嚴格的均勻分佈，但必須避免功率密度過高的區域，以免影響整個電路的正常運行。 如果可能，有必要分析印刷電路的熱效能。 例如，在一些專業的PCB設計軟體中添加了熱性能指標分析軟體模塊，可以幫助設計者優化電路設計。

10、將功耗和散熱量最高的設備放置在散熱最佳位置附近。 除非附近有冷卻裝置，否則不要將熱組件放置在印製板的角落和邊緣。 在設計中盡可能選擇功率電阻較大的器件，並在調整印製板佈局時使其有足够的散熱空間。

高散熱裝置應連接至基板，以將它們之間的熱阻降至最低。 為了更好地滿足熱特性的要求，可以在晶片的底部使用一些導熱資料（如一層導熱矽膠），並且可以保持一定的接觸面積，用於器件的散熱。

12、器件與基板的連接：

（1）盡可能縮短裝置的引線長度；

（2）在選擇大功率器件時，應考慮引線資料的導熱性，盡可能選擇引線的最大橫截面；

（3）選擇具有更多管脚的設備。

13、設備包裝選擇：

（1）在考慮熱設計時，應注意設備的包裝說明及其導熱性；

（2）應考慮在基板和器件封裝之間提供良好的熱傳導路徑；

（3）在熱傳導路徑上應避免空氣隔斷，如果這種情況下可以填充導熱資料。