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電子設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，使設(shè)備內(nèi)部溫度迅速上升，若不及時(shí)將該熱量散發(fā)，設(shè)備會(huì)持續(xù)升溫，電子設(shè)備的可靠性將下降，甚至電子設(shè)備會(huì)因器件過(guò)熱失效。因此，對(duì)電路板進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)處理十分重要。

印制電路板即PCB板是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)者所需要的功能。PCB板的設(shè)計(jì)包括版圖設(shè)計(jì)，其中就需要考慮外部連接的布局、內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護(hù)、熱耗散等各種因素。今天跨越小編就PCB電路板的散熱設(shè)計(jì)技巧給大家進(jìn)行詳解。

（印制電路板應(yīng)用于生活的各個(gè)領(lǐng)域）

印制電路板溫升因素分析

引起印制板溫升的直接原因是由于電路功耗器件的存在，電子器件均不同程度地存在功耗，發(fā)熱強(qiáng)度隨功耗的大小變化。

印制板中溫升的2種現(xiàn)象：

(1)局部溫升或大面積溫升

(2)短時(shí)溫升或長(zhǎng)時(shí)間溫升

要改善PCB印制板的溫升的途徑需要進(jìn)行多方面的考慮，因往往在一個(gè)產(chǎn)品和系統(tǒng)中這些因素是互相關(guān)聯(lián)和依賴的，大多數(shù)因素應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)分析，只有針對(duì)某一具體實(shí)際情況才能比較正確地計(jì)算或估算出溫升和功耗等參數(shù)。

電路板散熱方式

所以在分析設(shè)計(jì)PCB熱功耗時(shí)，一般從以下幾個(gè)方面來(lái)解決PCB散熱方式進(jìn)行對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1. 高發(fā)熱器件加散熱器、導(dǎo)熱板（管）

當(dāng)PCB中有少數(shù)器件發(fā)熱量較大時(shí)(少于3個(gè))時(shí)，可在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁?，?dāng)溫度還不能降下來(lái)時(shí)，可采用帶風(fēng)扇的散熱器，以增強(qiáng)散熱效果。當(dāng)發(fā)熱器件量較多時(shí)(多于3個(gè))，可采用大的散熱板(管)，它是按PCB板上發(fā)熱器件的位置和高低而定制的專(zhuān)用散熱器或是在一個(gè)大的平板散熱器上摳出不同的元件高低位置。將散熱罩整體扣在元件面上，與每個(gè)元件接觸而散熱。但由于元器件裝焊時(shí)高低一致性差，散熱效果并不好。近幾年對(duì)于部分高熱元器件面上會(huì)加柔軟的熱相變導(dǎo)熱墊來(lái)改善散熱效果。

（高端顯卡PCB板采用散熱器+導(dǎo)熱管散熱方式）

2. 通過(guò)PCB板本身散熱

目前廣泛應(yīng)用的PCB板材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹(shù)脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材。這些基材雖然具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能，但散熱性差，作為高發(fā)熱元件的散熱途徑，幾乎不能指望由PCB本身樹(shù)脂傳導(dǎo)熱量，而是從元件的表面向周?chē)諝庵猩?。但隨著電子產(chǎn)品已進(jìn)入到部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝時(shí)代，若只靠表面積十分小的元件表面來(lái)散熱是非常不夠的。同時(shí)由于QFP、BGA等表面安裝元件的大量使用，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板，因此，解決散熱的最好方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通過(guò)PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。

（PCB板覆銅面積對(duì)于部件散熱效果對(duì)比）

3. 采用合理的走線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)散熱

由于板材中的樹(shù)脂導(dǎo)熱性差，而銅箔線路和孔是熱的良導(dǎo)體，因此提高銅箔剩余率和增加導(dǎo)熱孔是散熱的主要手段。測(cè)試評(píng)價(jià)PCB的散熱能力，就需要對(duì)由導(dǎo)熱系數(shù)不同的各種材料構(gòu)成的復(fù)合材料一一PCB用絕緣基板的等效導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

4、合理均勻布局發(fā)熱源

同一塊印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號(hào)晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上流(入口處)，發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。避免PCB上熱點(diǎn)的集中，盡可能地將功率相當(dāng)?shù)牟考鶆虻胤植荚赑CB板上，保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。

（高發(fā)熱源均勻分布于PCB板）

5、使用導(dǎo)熱材料減少熱阻產(chǎn)生

高熱耗散器件在與基板連接時(shí)應(yīng)盡能減少它們之間的熱阻。為了更好地滿足熱特性要求，在芯片底面可使用一些熱導(dǎo)材料(如涂抹一層導(dǎo)熱硅膠)，并保持一定的接觸區(qū)域供器件散熱。

（高熱耗散器件使用導(dǎo)熱硅脂減少熱阻提高傳熱效率）

6、 器件與基板的連接 

(1) 盡量縮短器件引線長(zhǎng)度

(2)選擇高功耗器件時(shí)，應(yīng)考慮引線材料的導(dǎo)熱性，如果可能的話，盡量選擇引線橫段面最大

(3)選擇管腳數(shù)較多的器件

（增大器件引線橫段面提高散熱效果）

7、器件的封裝材料選取

(1)在考慮熱設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意器件的封裝說(shuō)明和它的熱傳導(dǎo)率

(2)應(yīng)考慮在基板與器件封裝之間提供一個(gè)良好的熱傳導(dǎo)路徑

(3)在熱傳導(dǎo)路徑上應(yīng)避免有空氣隔斷，如果有這種情況可采用導(dǎo)熱材料進(jìn)行填充。

（使用導(dǎo)熱灌封膠對(duì)PCB板進(jìn)行灌封保護(hù)散熱）