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一、PCB溫升要素剖析

惹起PCB溫升的直接緣由是由于電路功耗器件的存在，電子器件均不同水平地存在功耗，發(fā)熱強(qiáng)度隨功耗的大小變化。

PCB中溫升的2種現(xiàn)象：

(1)部分溫升或大面積溫升;

(2)短時(shí)溫升或長(zhǎng)時(shí)間溫升。

在剖析PCB熱功耗時(shí)，普通從以下幾個(gè)方面來(lái)剖析。

1.電氣功耗

(1)剖析單位面積上的功耗;

(2)剖析PCB電路板上功耗的散布。

2.PCB的構(gòu)造

(1)PCB的尺寸;

(2)PCB的資料。

3.PCB的裝置方式

(1)裝置方式(如垂直裝置，程度裝置);

(2)密封狀況和離機(jī)殼的間隔。

4.熱輻射

(1)PCB外表的輻射系數(shù);

(2)PCB與相鄰?fù)獗碇�間的溫差和他們的絕對(duì)溫度;

5.熱傳導(dǎo)

(1)裝置散熱器;

(2)其他裝置構(gòu)造件的傳導(dǎo)。

6.熱對(duì)流

(1)自然對(duì)流;

(2)強(qiáng)迫冷卻對(duì)流。

從PCB上述各要素的剖析是處理印制板的溫升的有效途徑，常常在一個(gè)產(chǎn)品和系統(tǒng)中這些要素是相互關(guān)聯(lián)和依賴的，大多數(shù)要素應(yīng)依據(jù)實(shí)踐狀況來(lái)剖析，只要針對(duì)某一詳細(xì)實(shí)踐狀況才干比擬正確地計(jì)算或預(yù)算出溫升和功耗等參數(shù)。

二、PCB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)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)�熱管，�?dāng)溫度還不能降下來(lái)時(shí)，可采用帶風(fēng)扇的散熱器，以加強(qiáng)散熱效果。當(dāng)發(fā)熱 器件量較多時(shí)(多于3個(gè))，可采用大的散熱罩(板)，它是按PCB板上發(fā)熱器件的位置和上下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 上下位置。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)上下分歧性差，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(lái) 改善散熱效果。

2. 經(jīng)過(guò)PCB板自身散熱

目 前普遍應(yīng)用的PCB板材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量運(yùn)用的紙基覆銅板材。這些基材固然具有優(yōu)秀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，簡(jiǎn)直不能希望由PCB自身樹脂傳導(dǎo)熱量，而是從元件的外表向四周空氣中散熱。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)期，若只靠外表積非常小的元件外表來(lái)散熱是十分不夠的。同時(shí)由于QFP、BGA等外表裝置元件的大量運(yùn)用，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給 PCB板，因而，處理散熱的最好辦法是進(jìn)步與發(fā)熱元件直接接觸的PCB本身的散熱才能，經(jīng)過(guò)PCB板傳導(dǎo)進(jìn)來(lái)或分發(fā)進(jìn)來(lái)。

3. 采用合理的走線設(shè)計(jì)完成散熱

由于板材中的樹脂導(dǎo)熱性差，而銅箔線路和孔是熱的良導(dǎo)體，因而進(jìn)步銅箔剩余率和增加導(dǎo)熱孔是散熱的主要手腕。

評(píng)價(jià)PCB的散熱才能，就需求對(duì)由導(dǎo)熱系數(shù)不同的各種資料構(gòu)成的復(fù)合資料逐個(gè)PCB用絕緣基板的等效導(dǎo)熱系數(shù)(九eq)停止計(jì)算。

4. 關(guān)于采用自在對(duì)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(zhǎng)方式排列，或按橫長(zhǎng)方式排列。

5. 同一塊PCB上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱水平分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號(hào)晶體管、小范圍集成電路、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、大范圍集成電路等)放在冷卻氣流最下游。

6. 在程度方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱途徑;在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印制板上方布置，以便減少這些器件工作時(shí)對(duì)其他器件溫度的影響。

7. 對(duì)溫度比擬敏感的器件最好安頓在溫度最低的區(qū)域(如設(shè)備的底部)，千萬(wàn)不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個(gè)器件最好是在程度面上交織規(guī)劃。

8. 設(shè)備內(nèi)PCB的散熱主要依托空氣活動(dòng)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要研討空氣活動(dòng)途徑，合理配置器件或印制電路板。空氣活動(dòng)時(shí)總是趨向于阻力小的中央活動(dòng)，所以在印制電路板上配置器件時(shí)，要防止在某個(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)留意同樣的問(wèn)題。

9. 防止PCB上熱點(diǎn)的集中，盡可能地將功率平均地散布在PCB板上，堅(jiān)持PCB外表溫度性能的平均和分歧。常常設(shè)計(jì)過(guò)程中要到達(dá)嚴(yán)厲的平均散布是較為艱難 的，但一定要防止功率密度太高的區(qū)域，以免呈現(xiàn)過(guò)熱點(diǎn)影響整個(gè)電路的正常工作。假如有條件的話，停止印制電路的熱效能剖析是很有必要的，如如今一些專業(yè) PCB設(shè)計(jì)軟件中增加的熱效能指標(biāo)剖析軟件模塊，就能夠協(xié)助設(shè)計(jì)人員優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。

10. 將功耗最高和發(fā)熱最大的器件布置在散熱最佳位置左近。不要將發(fā)熱較高的器件放置在印制板的角落和周圍邊緣，除非在它的左近布置有散熱安裝。在設(shè)計(jì)功率電阻時(shí)盡可能選擇大一些的器件，且在調(diào)整印制板規(guī)劃時(shí)使之有足夠的散熱空間。

11. 高熱耗散器件在與基板銜接時(shí)應(yīng)盡能減少它們之間的熱阻。為了更好地滿足熱特性請(qǐng)求，在芯片底面可運(yùn)用一些熱導(dǎo)資料(如涂抹一層導(dǎo)熱硅膠)，并堅(jiān)持一定的接觸區(qū)域供器件散熱。

12. 器件與基板的銜接：

(1) 盡量縮短器件引線長(zhǎng)度;

(2)選擇高功耗器件時(shí)，應(yīng)思索引線資料的導(dǎo)熱性，假如可能的話，盡量選擇引線橫段面最大;

(3)選擇管腳數(shù)較多的器件。

13.器件的封裝選�。�

(1)在思索熱設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留意器件的封裝闡明和它的熱傳導(dǎo)率;

(2)應(yīng)思索在基板與器件封裝之間提供一個(gè)良好的熱傳導(dǎo)途徑;

(3)在熱傳導(dǎo)途徑上應(yīng)防止有空氣隔斷，假如有這種狀況可采用導(dǎo)熱資料停止填充。