PCB科技 - PCB電路板散熱技巧

對於電子設備，在操作過程中會產生一定的熱量，囙此設備的內部溫度會迅速升高。 如果不及時散熱，設備將繼續升溫，設備將因過熱而失效，電子設備的可靠性將下降。

囙此，很好地加熱電路板是非常重要的。 PCB電路板的散熱是一個非常重要的環節。 PCB電路板的散熱技巧是什麼？ 讓我們一起討論一下。

一

熱量通過PCB本身散發。 現時，廣泛使用的PCB板是覆銅板/環氧玻璃布基板或酚醛樹脂玻璃布基板，並且使用少量紙基覆銅板。

雖然這些基板具有良好的電力和加工效能，但散熱性較差。 作為高熱元件的散熱路徑，幾乎不可能期望PCB樹脂本身導熱，而是將元件表面的熱量耗散到周圍空氣中。

然而，隨著電子產品進入元件小型化、高密度安裝和高加熱裝配時代，僅在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，解决散熱的一個好方法是提高與加熱元件直接接觸的PCB的散熱能力，並通過PCB板傳輸或發射。

新增散熱銅箔和大面積電源銅箔

熱通孔

集成電路背面露出銅，以降低銅片與空氣之間的熱阻

PCB佈局

a、熱感測裝置放置在冷空氣區域。

b、溫度檢測裝置放置在Zui熱位置。

c、同一印製板上的設備應盡可能根據其熱值和散熱程度分區佈置。 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Zui上游（入口）， 並且具有高熱值或良好耐熱性的設備（例如功率電晶體、大規模集成電路等）放置在冷卻氣流的下游。

d、在水平方向上，大功率器件佈置在盡可能靠近印製板邊緣的位置，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，以减少這些設備對其他設備溫度的影響。

e、設備中印制板的散熱主要取決於氣流，囙此設計時應研究氣流路徑，並合理配置設備或印製板。 當空氣流動時，它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，有必要避免在某個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。

f、溫度敏感設備應放置在溫度較低的區域（如設備底部）。 切勿將其直接放在加熱裝置上方。 多個設備應在水平面上錯開。

g、在散熱良好的Zui位置附近佈置有高功耗Zui和大發熱量Zui的設備。 除非附近有散熱器，否則不要將高溫設備放在印製板的角落和周圍邊緣。 在設計功率電阻時，儘量選擇較大的器件，並在調整印製板佈局時使其有足够的散熱空間。

h、組件間距建議：

二

在高熱設備上新增了散熱器和導熱板。 當PCB中的幾個設備具有較大的加熱能力（小於3）時，可以在加熱設備中添加散熱器或導熱管。 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。

當加熱部件數量較大（超過3個）時，可以使用大型散熱蓋（板）。 根據加熱元件在PCB板上的位置和高度定制的專用散熱器，或在大型平板散熱器上拉出不同的元件高低位置。

整個散熱蓋扣在元件表面，與每個元件接觸散熱。 然而，由於組件組裝和焊接的一致性較差，散熱效果不好。 通常情况下，在部件表面添加一個軟的熱相變導熱墊，以提高散熱效果。

3

對於由自由對流空氣冷卻的設備，最好以縱向或橫向管道佈置集成電路（或其他設備）。

四

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（九 EQ），PCB是由具有不同導熱係數的各種資料組成的複合材料。

五

同一印製板上的設備應盡可能根據其熱值和散熱程度分區佈置。 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Zui上游（入口）， 並且具有高熱值或良好耐熱性的設備（例如功率電晶體、大規模集成電路等）放置在冷卻氣流的下游。

六

在水平方向上，大功率器件佈置在盡可能靠近印製板邊緣的位置，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，以减少這些設備對其他設備溫度的影響。

七

設備中印制板的散熱主要取決於氣流，囙此設計時應研究氣流路徑，並合理配置設備或印製板。

當空氣流動時，它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，有必要避免在某個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。

八

溫度敏感設備應放置在溫度較低的區域（如設備底部）。 切勿將其直接放在加熱裝置上方。 多個設備應在水平面上錯開。

九

在散熱良好的Zui位置附近佈置有高功耗Zui和大發熱量Zui的設備。 除非附近有散熱器，否則不要將高溫設備放在印製板的角落和周圍邊緣。

在設計功率電阻時，儘量選擇較大的器件，並在調整印製板佈局時使其有足够的散熱空間。

十

避免PCB上的熱點集中，盡可能在PCB上均勻分佈功率，保持PCB表面溫度效能的均勻性和一致性。

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，以避免過多的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，在轉行業的一些PCB設計軟體中添加了熱效率指數分析軟體模塊，可以幫助設計者優化電路設計。