PCB科技 - 高熱元件擴散散熱法

1 High heat-generating components plus radiator and heat conducting plate

When a small number of components in the PCB電路板 generate a large amount of heat (less than 3), 可以在加熱裝置上添加散熱器或熱管. 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 dissipation cover (board) can be used, 這是一種根據加熱裝置在PCB上的位置和高度定制的特殊散熱器，或者是一個大的平面散熱器，切割出不同的組件高度位置. 散熱蓋整體扣在部件表面上, 它與每個部件接觸以散熱. 然而, 構件組裝焊接時高度一致性差，散熱效果不好. 通常, 在元件表面添加軟熱相變熱墊，以改善散熱效果.

2、通過PCB板本身散熱

現時, 廣泛使用的PCB板是覆銅板/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. 儘管這些基板具有優异的電力效能和加工效能, 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 PCB本身 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等表面貼裝元件的廣泛使用, 元件產生的大量熱量被傳輸到PCB板. 因此, 解决散熱問題的最佳方法是提高散熱器的散熱能力 PCB本身, 與加熱元件直接接觸, 通過PCB板. 傳輸或發射.

3、採用合理的佈線設計，實現散熱

由於板中的樹脂導熱性較差，銅箔線和孔是良好的導熱體，囙此新增銅箔的剩餘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，有必要計算由具有不同導熱係數的各種資料組成的複合材料的等效導熱係數（九個等式）PCB的絕緣基板。

4、對於採用自由對流風冷的設備，最好垂直或水准佈置集成電路（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）應放置在冷卻氣流的最上方（入口處）， 並且具有較大熱量或熱阻的設備（例如功率電晶體、大規模集成電路等）被放置在冷卻氣流的最低部分。

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、對溫度更敏感的設備最好放置在最低溫度區域（如設備底部）。 不要將其直接放在加熱裝置上方。 最好在水平面上錯開多個設備。

8、設備中印制板的散熱主要依靠氣流，設計時應研究氣流路徑，合理配置器件或印製板。 當空氣流動時，它總是傾向於在低電阻的地方流動，囙此在印刷電路板上配寘設備時，避免在特定區域留下較大的空間。 在整個機器中配寘多個印刷電路板也應注意同一問題。

9、避免PCB上的熱點集中，儘量將功率均勻分佈在PCB板上，保持PCB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，有必要分析印刷電路的熱效率。 例如，在一些專業的PCB設計軟體中添加了熱效率指數分析軟體模塊，可以幫助設計人員優化電路設計。

10.將耗電量和產熱量最高的設備佈置在最佳散熱位置附近。 除非附近有散熱器，否則不要在印製板的角落和週邊邊緣放置高溫設備。 在設計功率電阻器時，盡可能選擇較大的器件，並在調整印製板佈局時使其有足够的散熱空間。

11、當高散熱裝置連接到基板時，應儘量減少它們之間的熱阻。 為了更好地滿足熱特性要求，可以在晶片的底面上使用一些導熱資料（例如一層導熱矽膠），並且可以保持一定的接觸面積，以便器件散熱。

12、器件與基板之間的連接：

（1）儘量縮短設備的引線長度；

（2）在選擇大功率器件時，應考慮鉛資料的導熱性。 如果可能，儘量選擇導線的最大橫截面；

（3）選擇具有更多管脚的設備。

13臺設備的包裝選擇：

（1）在考慮熱設計時，注意器件的封裝描述及其導熱性；

(2) Consideration should be given to providing a good heat conduction path between the PCB基板 以及設備包；

（3）應避免在熱傳導路徑中使用空氣隔牆。 如果是這種情況，可以使用導熱資料填充。