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電子設(shè)備工作時產(chǎn)生的熱量，使設(shè)備內(nèi)部溫度迅速上升，若不及時將該熱量散發(fā)，設(shè)備會持續(xù)升溫，電子設(shè)備的可靠性將下降，甚至電子設(shè)備會因器件過熱失效。因此，對電路板進(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)短時溫升或長時間溫升

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)際情況來分析，只有針對某一具體實(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，一般從以下幾個方面來解決PCB散熱方式進(jìn)行對其進(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(少于3個)時，可在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁?，?dāng)溫度還不能降下來時，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(多于3個)，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用散熱器或是在一個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，與每個元件接觸而散熱。但由于元器件裝焊時高低一致性差，散熱效果并不好。近幾年對于部分高熱元器件面上會加柔軟的熱相變導(dǎo)熱墊來改善散熱效果。

（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)品已進(jìn)入到部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝時代，若只靠表面積十分小的元件表面來散熱是非常不夠的。同時由于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PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。

（PCB板覆銅面積對于部件散熱效果對比）

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。測試評價PCB的散熱能力，就需要對由導(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度

(2)選擇高功耗器件時，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)時應(yīng)注意器件的封裝說明和它的熱傳導(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PCB板進(jìn)行灌封保護(hù)散熱）