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10種簡(jiǎn)單實(shí)用的PCB散熱方法

發(fā)布日期:2021-07-15 12:30:40 來(lái)源: 點(diǎn)擊量:2108

PCB( Printed Circuit Board),中文名稱(chēng)為印制電路板,又稱(chēng)印刷線(xiàn)路板,是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的載體。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的,故被稱(chēng)為“印刷”電路板。

作用

電子設備采用印制板后,由于同類(lèi)印制板的一致性,從而避免了人工接線(xiàn)的差錯,并可實(shí)現電子元器件自動(dòng)插裝或貼裝、自動(dòng)焊錫、自動(dòng)檢測,保證了電子設備的質(zhì)量,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低了成本,并便于維修。

分類(lèi)

(一)單面板

單面板(Single-Sided Boards) 在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,導線(xiàn)則集中在另一面上(有貼片元件時(shí)和導線(xiàn)為同一面,插件器件再另一面)。

(二)雙面板

雙面板(Double-Sided Boards) 這種電路板的兩面都有布線(xiàn),不過(guò)要用上兩面的導線(xiàn),必須要在兩面間有適當的電路連接才行。

(三)多層板

多層板(Multi-Layer Boards) 為了增加可以布線(xiàn)的面積,多層板用上了更多單或雙面的布線(xiàn)板。

10種PCB散熱方法

PCB散熱.對于電子設備來(lái)說(shuō),工作時(shí)都會(huì )產(chǎn)生一定的熱量,從而使設備內部溫度迅速上升,如果不及時(shí)將該熱量散發(fā)出去,設備就會(huì )持續的升溫,器件就會(huì )因過(guò)熱而失效,電子設備的可靠性能就會(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,那么PCB電路板散熱技巧是怎樣的,下面我們一起來(lái)討論下。

(一)通過(guò)PCB板本身散熱目前廣泛應用的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)脂傳導熱量,而是從元件的表面向周?chē)諝庵猩?。但隨著(zhù)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*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板傳導出去或散發(fā)出去。

PCB布局

a、熱敏感器件放置在冷風(fēng)區。

b、溫度檢測器件放置在最熱的位置。

c、同一塊印制板上的器件應盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區排列,發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規模集成電路、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、大規模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。

d、在水平方向上,大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;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)對其他器件溫度的影響。

e、設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動(dòng),所以在設計時(shí)要研究空氣流動(dòng)路徑,合理配置器件或印制電路板??諝饬鲃?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)區域留有較大的空域。整機中多塊印制電路板的配置也應注意同樣的問(wèn)題。

f、對溫度比較敏感的器件*安置在溫度*的區域(如設備的底部),千萬(wàn)不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,多個(gè)器件*是在水平面上交錯布局。

g、將功耗*和發(fā)熱*的器件布置在散熱*位置附近。不要將發(fā)熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣,除非在它的附近安排有散熱裝置。在設計功率電阻時(shí)盡可能選擇大一些的器件,且在調整印制板布局時(shí)使之有足夠的散熱空間。

h、元器件間距建議:

(二)高發(fā)熱器件加散熱器、導熱板當PCB中有少數器件發(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導熱管,當溫度還不能降下來(lái)時(shí),可采用帶風(fēng)扇的散熱器,以增強散熱效果。

當發(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。通常在元器件面上加柔軟的熱相變導熱墊來(lái)改善散熱效果。

(三)對于采用自由對流空氣冷卻的設備,*是將集成電路(或其他器件)按縱長(cháng)方式排列,或按橫長(cháng)方式排列。

(四)采用合理的走線(xiàn)設計實(shí)現散熱由于板材中的樹(shù)脂導熱性差,而銅箔線(xiàn)路和孔是熱的良導體,因此提高銅箔剩余率和增加導熱孔是散熱的主要手段。評價(jià)PCB的散熱能力,就需要對由導熱系數不同的各種材料構成的復合材料一一PCB用絕緣基板的等效導熱系數(九eq)進(jìn)行計算。

(五)同一塊印制板上的器件應盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區排列,發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規模集成電路、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、大規模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。

(六)在水平方向上,大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;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)對其他器件溫度的影響。

(七)設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動(dòng),所以在設計時(shí)要研究空氣流動(dòng)路徑,合理配置器件或印制電路板??諝饬鲃?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)區域留有較大的空域。整機中多塊印制電路板的配置也應注意同樣的問(wèn)題。

(八)對溫度比較敏感的器件*安置在溫度*的區域(如設備的底部),千萬(wàn)不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,多個(gè)器件*是在水平面上交錯布局。

(九)將功耗*和發(fā)熱*的器件布置在散熱*位置附近。不要將發(fā)熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣,除非在它的附近安排有散熱裝置。在設計功率電阻時(shí)盡可能選擇大一些的器件,且在調整印制板布局時(shí)使之有足夠的散熱空間。

(十)避免PCB上熱點(diǎn)的集中,盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上,保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。往往設計過(guò)程中要達到嚴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域,以免出現過(guò)熱點(diǎn)影響整個(gè)電路的正常工作。


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