PCB,散熱

什么是PCB

1、概述

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。

2、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。

3、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(guò)PCB板傳導出去或散發(fā)出去。

加散熱銅箔和采用大面積電源地銅箔

熱過(guò)孔

IC背面露銅，減小銅皮與空氣之間的熱阻

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最好安置在溫度最低的區域（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)器件最好是在水平面上交錯布局。

g、將功耗最高和發(fā)熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。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，最好是將集成電路(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最好安置在溫度最低的區域(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)器件最好是在水平面上交錯布局。

（九）

將功耗最高和發(fā)熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。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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