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如何通過PCB設(shè)計(jì)提高電路板散熱性能？

發(fā)布時(shí)間 :2020-08-31 17:01 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部

對(duì)于電子設(shè)備，在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的熱量，這些熱量會(huì)迅速提高設(shè)備的內(nèi)部溫度。如果不及時(shí)釋放熱量，設(shè)備將繼續(xù)加熱，設(shè)備會(huì)因過熱而發(fā)生故障，并且電子設(shè)備的可靠性能會(huì)下降。因此，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行良好的散熱處理非常重要。接下來為大家介紹如何通過PCB設(shè)計(jì)提高電路板散熱性能。

一、PCB設(shè)計(jì)添加散熱銅箔，并采用大面積電源接地銅箔

1. 接點(diǎn)面積越大，結(jié)溫越低；

2. 銅覆蓋面積越大，結(jié)溫越低。

二、PCB設(shè)計(jì)增加熱過孔

PCB設(shè)計(jì)增加熱過孔熱過孔可以有效降低器件的結(jié)溫并提高單板厚度方向上的溫度均勻性，這提供了在PCB背面采用其他散熱方法的可能性。通過仿真發(fā)現(xiàn)，與沒有散熱過孔的器件相比，該器件的熱功耗為2.5W，間距為1mm，中心設(shè)計(jì)為6x6，散熱過孔可將結(jié)溫降低約4.8°C，并且PCB頂面和底面之間的溫差從21°C降低到5°C。將熱通孔陣列更改為4X4后，器件的結(jié)溫比6x6的結(jié)溫提高了2.2°C，這一點(diǎn)值得關(guān)注。

三、PCB設(shè)計(jì)IC背面裸露銅，降低銅與空氣之間的熱阻。

四、PCB設(shè)計(jì)布局優(yōu)化

對(duì)大功率和熱敏設(shè)備的PCB設(shè)計(jì)布局要求。

1. 熱敏設(shè)備放置在冷空氣區(qū)域。

2. 溫度檢測(cè)裝置應(yīng)放置在最熱的位置。

3. 在同一塊PCB器件上應(yīng)盡可能根據(jù)發(fā)熱量的大小和熱分配程度，發(fā)熱量小的或耐熱性差的器件（如小信號(hào)晶體管，小型集成電路，電解電容器等）的冷卻氣流最好在入口處，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）的最下游冷卻氣流。

4. 在水平方向上，大功率設(shè)備應(yīng)盡可能靠近PCB板的邊緣布置，以縮短傳熱路徑；在垂直方向上，大功率組件應(yīng)盡可能靠近印刷電路板的頂部布置，以減少這些組件在工作時(shí)對(duì)其他組件溫度的影響。

5. 設(shè)備中印刷電路板的散熱主要取決于氣流，因此有必要在設(shè)計(jì)中研究氣流路徑并合理配置設(shè)備或印刷電路板。氣流傾向于在阻力較低的地方流動(dòng)，因此在印刷電路板上配置設(shè)備時(shí)，請(qǐng)避免在區(qū)域中留出較大空間。整個(gè)機(jī)器中多個(gè)印刷電路板的配置也應(yīng)注意相同的問題。

6. 溫度敏感設(shè)備最好放置在溫度最低的區(qū)域（例如設(shè)備的底部），不要將其放在加熱設(shè)備的正上方，多個(gè)設(shè)備最好在水平交錯(cuò)的布局中。

7. 具有最高功耗和最大熱量的設(shè)備被布置在最佳散熱位置附近。除非附近有散熱器，否則請(qǐng)勿在印刷電路板的角落和邊緣放置高溫設(shè)備。在設(shè)計(jì)功率電阻時(shí)要盡可能選擇較大的器件，并調(diào)整PCB設(shè)計(jì)布局，使其具有足夠的散熱空間。