PCB電(diàn)路闆散熱處理(lǐ)技(jì)巧

1、通(tōng)過PCB闆本身散熱
    目前廣泛應用的PCB闆材是覆銅／環氧玻璃布基材或酚醛樹(shù)脂玻璃布基材，還(hái)有(yǒu)少(shǎo)量使用的紙基覆銅闆材。這些(xiē)基材雖然具有(yǒu)優良的電(diàn)氣性能和(hé)加工性能，但(dàn)散熱性差，作(zuò)為(wèi)高(gāo)發熱元件的散熱途徑，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圍空(kōng)氣中散熱。但(dàn)随着電(diàn)子産品已進入到部件小(xiǎo)型化、高(gāo)密度安裝、高(gāo)發熱化組裝時(shí)代，若隻靠表面積十分小(xiǎo)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(dà)量使用，元器(qì)件産生(shēng)的熱量大(dà)量地傳給PCB闆，因此，解決散熱的最好方法是提高(gāo)與發熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通(tōng)過PCB闆傳導出去或散發出去。

2、高(gāo)發熱器(qì)件加散熱器(qì)、導熱闆
    當PCB中有(yǒu)少(shǎo)數(shù)器(qì)件發熱量較大(dà)時(shí)(少(shǎo)于3個(gè))時(shí)，可(kě)在發熱器(qì)件上(shàng)加散熱器(qì)或導熱管，當溫度還(hái)不能降下來(lái)時(shí)，可(kě)采用帶風扇的散熱器(qì)，以增強散熱效果。當發熱器(qì)件量較多(duō)時(shí)(多(duō)于3個(gè))，可(kě)采用大(dà)的散熱罩(闆)，它是按PCB闆上(shàng)發熱器(qì)件的位置和(hé)高(gāo)低(dī)而定制(zhì)的專用散熱器(qì)或是在一個(gè)大(dà)的平闆散熱器(qì)上(shàng)摳出不同的元件高(gāo)低(dī)位置。将散熱罩整體(tǐ)扣在元件面上(shàng)，與每個(gè)元件接觸而散熱。但(dàn)由于元器(qì)件裝焊時(shí)高(gāo)低(dī)一緻性差，散熱效果并不好。通(tōng)常在元器(qì)件面上(shàng)加柔軟的熱相變導熱墊來(lái)改善散熱效果。　

3、注意空(kōng)氣對流散熱
    對于采用自由對流空(kōng)氣冷卻的設備，最好是将集成電(diàn)路（或其他器(qì)件）按縱長方式排列，或按橫長方式排列。注意使強迫通(tōng)風與自然通(tōng)風方向一緻；設備內(nèi)印制(zhì)闆的散熱主要依靠空(kōng)氣流動，所以在設計(jì)時(shí)要研究空(kōng)氣流動路徑，合理(lǐ)配置器(qì)件或印制(zhì)電(diàn)路闆。空(kōng)氣流動時(shí)總是趨向于阻力小(xiǎo)的地方流動，所以在印制(zhì)電(diàn)路闆上(shàng)配置器(qì)件時(shí)，要避免在某個(gè)區(qū)域留有(yǒu)較大(dà)的空(kōng)域。整機中多(duō)塊印制(zhì)電(diàn)路闆的配置也應注意同樣的問題。　

4、采用合理(lǐ)的走線設計(jì)實現散熱
    由于闆材中的樹(shù)脂導熱性差，而銅箔線路和(hé)孔是熱的良導體(tǐ)，因此提高(gāo)銅箔剩餘率和(hé)增加導熱孔是散熱的主要手段。盡可(kě)能多(duō)安放金屬化過孔, 且孔徑、盤面盡量大(dà)，依靠過孔幫助散熱；根據器(qì)件電(diàn)流密度規劃最小(xiǎo)通(tōng)道(dào)寬度；特别注意接合點處通(tōng)道(dào)布線；大(dà)電(diàn)流線條盡量表面化；在不能滿足要求的條件下，可(kě)考慮采用彙流排；

5、合理(lǐ)布局
    同一塊印制(zhì)闆上(shàng)的器(qì)件應盡可(kě)能按其發熱量大(dà)小(xiǎo)及散熱程度分區(qū)排列，發熱量小(xiǎo)或耐熱性差的器(qì)件（如小(xiǎo)信号晶體(tǐ)管、小(xiǎo)規模集成電(diàn)路、電(diàn)解電(diàn)容等）放在冷卻氣流的最上(shàng)流（入口處），發熱量大(dà)或耐熱性好的器(qì)件（如功率晶體(tǐ)管、大(dà)規模集成電(diàn)路等）放在冷卻氣流最下遊。也可(kě)以考慮把發熱高(gāo)、輻射大(dà)的元件專門(mén)設計(jì)安裝在一個(gè)印制(zhì)闆上(shàng)；
   在水(shuǐ)平方向上(shàng)，大(dà)功率器(qì)件盡量靠近印制(zhì)闆邊沿布置，以便縮短(duǎn)傳熱路徑；在垂直方向上(shàng)，大(dà)功率器(qì)件盡量靠近印制(zhì)闆上(shàng)方布置，以便減少(shǎo)這些(xiē)器(qì)件工作(zuò)時(shí)對其他器(qì)件溫度的影(yǐng)響。将功耗最高(gāo)和(hé)發熱最大(dà)的器(qì)件布置在散熱最佳位置附近。不要将發熱較高(gāo)的器(qì)件放置在印制(zhì)闆的角落和(hé)四周邊緣，除非在它的附近安排有(yǒu)散熱裝置。在設計(jì)功率電(diàn)阻時(shí)盡可(kě)能選擇大(dà)一些(xiē)的器(qì)件，且在調整印制(zhì)闆布局時(shí)使之有(yǒu)足夠的散熱空(kōng)間(jiān)。
   對溫度比較敏感的器(qì)件最好安置在溫度最低(dī)的區(qū)域（如設備的底部），千萬不要将它放在發熱器(qì)件的正上(shàng)方，多(duō)個(gè)器(qì)件最好是在水(shuǐ)平面上(shàng)交錯布局。

6、工藝方法
   對一些(xiē)雙面裝有(yǒu)器(qì)件的區(qū)域容易引起局部高(gāo)溫，為(wèi)了改善散熱條件，可(kě)以在焊膏中摻入少(shǎo)量的細小(xiǎo)銅料，再流焊後在器(qì)件下方焊點就有(yǒu)一定的高(gāo)度。使器(qì)件與印制(zhì)闆間(jiān)的間(jiān)隙增加，增加了對流散熱。

7、注意選材
   由于元件安裝在印制(zhì)闆上(shàng)也發出一部分熱量，影(yǐng)響工作(zuò)溫度，選擇材料和(hé)印制(zhì)闆設計(jì)時(shí)應考慮到這些(xiē)因素，熱點溫度應不超過 125 ℃；盡可(kě)能選擇更厚一點的覆銅箔；特殊情況下可(kě)選擇鋁基、陶瓷基等熱阻小(xiǎo)的闆材； 采用多(duō)層闆結構有(yǒu)助于 PCB 熱設計(jì)；射頻功放或者LED PCB采用金屬底座基闆。

8、避免熱點集中
   避免PCB上(shàng)熱點的集中，盡可(kě)能地将功率均勻地分布在PCB闆上(shàng)，保持PCB表面溫度性能的均勻和(hé)一緻。往往設計(jì)過程中要達到嚴格的均勻分布是較為(wèi)困難的，但(dàn)一定要避免功率密度太高(gāo)的區(qū)域，以免出現過熱點影(yǐng)響整個(gè)電(diàn)路的正常工作(zuò)。