我們用電子設(shè)備的時(shí)候常常會(huì)發(fā)現(xiàn)，持續(xù)使用一段時(shí)間后的電子設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，從而使設(shè)備內(nèi)部溫度迅速上升，如果不及時(shí)將該熱量散發(fā)出去，設(shè)備就會(huì)持續(xù)的升溫，器件就會(huì)因過熱而失效，電子設(shè)備的可靠性能就會(huì)下降。

因此，對電路板進(jìn)行很好的散熱處理是非常重要的。PCB電路板的散熱是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，那么電路板如何散熱的，下面我們一起來討論下。

電路板散熱方式

1、高發(fā)熱器件加散熱器、導(dǎo)熱板

當(dāng)PCB中有少數(shù)（少于3個(gè)）器件發(fā)熱量較大時(shí)，可以在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁埽绻麥囟冗€是不能降下來，我們可以采用帶風(fēng)扇的散熱器來增強(qiáng)散熱效果。

當(dāng)發(fā)熱器件量較多（多于3個(gè)）時(shí)，可采用大的散熱罩（板），它是按電路板上發(fā)熱器件的位置和高低而定制的專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)高低不一致，散熱效果并不好。通常在元器件面上加柔軟的熱相變導(dǎo)熱墊來改善散熱效果。

2、通過電路板本身散熱

目前廣泛應(yīng)用的電路板基材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材。

雖然這些基材具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能，但散熱性相對比較差，作為高發(fā)熱元件的散熱途徑，幾乎不能指望由PCB本身樹脂傳導(dǎo)熱量，而是從元件的表面向周圍空氣中散熱。

但隨著電子產(chǎn)品已經(jīng)越來越趨向于部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝，如果只靠表面積十分小的元件表面來散熱是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

而且由于大量使用QFP、BGA等表面安裝元件，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給了電路板，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，通過電路板傳導(dǎo)或者是散發(fā)出去。

3、采用合理的走線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)散熱功能

由于板材中的樹脂導(dǎo)熱性能差，而銅箔線路和孔是熱的優(yōu)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。

如果要評價(jià)一個(gè)PCB的散熱能力，就要對由不同導(dǎo)熱系數(shù)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)（九eq）進(jìn)行計(jì)算。

4.、對于采用自由對流空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路（或其他器件）按縱長方式排列，或者按橫長方式排列。

5、同一塊印制線路板上的器件應(yīng)盡可能的按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小的或耐熱性差的器件（比如小信號晶體管、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。

6、在水平方向上，大功率器件盡量布置在靠近印制電路板的邊沿，以便縮短傳熱的路徑；在垂直方向上，大功率器件盡量布置在靠近印制電路板的上方，這樣可以減少這些器件工作時(shí)影響到其他器件的溫度。

7、最好把對溫度比較敏感的器件安置在溫度最低的區(qū)域（比如設(shè)備的底部），千萬不要將其放在發(fā)熱器件的正上方，多個(gè)器件最好是在水平面上交錯(cuò)布局。

8、設(shè)備內(nèi)印制電路板的散熱主要靠空氣流動(dòng)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要研究空氣流動(dòng)路徑，合理配置器件或印制電路板。空氣流動(dòng)時(shí)總是趨向于阻力小的地方流動(dòng)，所以在印制電路板上配置器件時(shí)，要避免在某個(gè)區(qū)域留有較大的空域。整機(jī)中多塊印制電路板的配置也應(yīng)注意同樣的問題。

9、避免PCB電路板上熱點(diǎn)的集中，盡可能地將功率均勻地分布在電路板上，保持PCB電路板表面溫度性能的均勻和一致。往往設(shè)計(jì)過程中要達(dá)到嚴(yán)格的均勻分布是較為困難的，但一定要避免功率密度太高的區(qū)域，以防出現(xiàn)過熱點(diǎn)影響到整個(gè)電路的正常工作。有條件的話，進(jìn)行印制電路的熱效能分析是很有必要的，如現(xiàn)在一些專業(yè)PCB設(shè)計(jì)軟件中增加的熱效能指標(biāo)分析軟件模塊，就可以協(xié)助設(shè)計(jì)人員改進(jìn)電路設(shè)計(jì)。

10、將功耗最高和發(fā)熱最大的元器件布置在散熱最佳位置附近。不要將發(fā)熱較高的元器件放置在印制電路板的角落和四周邊緣，除非是在它的附近安排有散熱裝置。在設(shè)計(jì)功率電阻時(shí)盡可能挑選大一些的元器件，且在調(diào)整印制電路板布局時(shí)使之有足夠的散熱空間。

11、高熱耗散元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)域供元器件散熱。

12、元器件與基板的連接：

（1）盡可能縮短元器件引線長度；

（2）挑選高功耗元器件時(shí)，應(yīng)考慮到引線材料的導(dǎo)熱性，若是有可能的話，盡可能挑選引線橫段面最大；

（3）挑選管腳數(shù)較多的元器件。

13、元器件的封裝選用：

（1）在考慮到熱設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意元器件的封裝說明和它的熱傳導(dǎo)率；

（2）應(yīng)考慮到在基板與元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)路徑上要避免有空氣隔斷，如果有這類情況可選用導(dǎo)熱材料進(jìn)行填充。

編輯：黃飛

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