
电子设备在运行中会产生一定量的热量,机器内部温度会急速提高。如果不及时散热,设备将持续加热,设备因过热而故障,电子设备可靠性降低。因此PCB的散热是非常重要的一环。那么PCB设计如何处理散热问题呢?下面介绍一下。
一、直接接触加热元件进行传导或通过PCBPCB提高散热能力
最大范围地释放热量PCB板是铜/环氧树脂或酚醛树脂玻璃涂层和少量纸覆盖铜。
这些基板具有优异的电性能和机械加工性能,但是它们的散热性非常差。作为高温元件的散热方式,几乎不可能用PCB的树脂传导热,从元件表面向周围的空气中放出热。
然而,电子产品实现了部件的小型化、高密度实现、高热性能?随着进入加热组装时代,仅在表面积非常小的部件表面散热是不够的。
另外,由于广泛使用QFP、BGA等表面安装组件,所以从组合件产生的热量多传递到THEPCB。因此,解决散热问题的最佳方法是直接接触加热元件并传导,或者提高PCB释放的PCB散热能力。
二、PCB布局:热敏设备配置在冷气区,温度测量设备配置在最热的位置
在相同PCB装置上,应尽可能地根据热的大小或热的分配程度来排列,热的值小或耐热性差的装置(例如小信号晶体管、小型集成电路、电解电容器等)的冷却气流在入口在热量大或耐热性好的器件(例如功率晶体管、大规模集成电路等)中,最下游的冷却气流是优选的。
在水平方向上,大功率设备应被布置成尽可能接近印刷电路板边缘以缩短传热路径。在垂直方向上,大功率组件应被布置成尽可能接近印刷电路板的顶部,以减少这些组件对其它组件的温度的影响。
由于装置中PCB的散热主要依赖于气流,PCB设计时必须研究气流路径,正确构成组件或印刷电路板。
气流有在阻力低的地方流动的倾向,如果在印刷电路板配置设备,请不要在区域内留下大的空间。整个机器的复数印刷电路板的配置也必须注意同样的问题。
对温度敏感的装置最好不直接放置在加热装置上,而配置在温度最低的区域(例如装置的底部),优选多个装置水平布局交错。
具有最高功耗和最大热量的设备被布置在最佳散热位置附近。除非散热器靠近,否则请不要将加热装置放在印制板的角和边缘。
在PCB设计功率电阻中,需要尽可能选择大的设备,调整布局使其具有足够的散热空间PCB。
三、将散热器或导热管添加到加热元件中
如果热交换器和导热板散热器或PCB的某些部件的热量小于3,则可以将散热器或导热管添加到加热元件中。如果不能降低温度,可以使用带风扇的散热器来提高散热效果。
当加热元件的数量大(大于3个)时,可以使用大的散热器(面板)。这是一个特殊的散热器,可以根据PCB上加热元件的位置和高度来定制,并且可以是截取不同高度和高度的大型平板散热器。热量释放盖应当固定在元件表面上并与各元件接触并散热。
但是,由于在安装和焊接过程中组件的一致性不好,散热效果不好。一般来说,在组装表面添加软质导热垫以改善散热。
对于使用自由对流空气冷却的装置,优选以长度方向或横向的顺序集成电路(或其他装置)排列。
四、增加和增加铜箔的剩余率导热率
由于板中树脂的导热性差,铜箔线和孔是良好的热导体,所以增加铜箔的余热率和增加导热率是散热的主要手段。为了评估PCB的散热能力,需要计算导热系数由不同的各种材料构成的复合材料的绝缘基板的等效性导热系数(9eq)。
五、根据热值大小和热分配程度配置器件
在相同PCB装置上,应尽可能地根据热的大小或热的分配程度来排列,热的值小或耐热性差的装置(例如小信号晶体管、小型集成电路、电解电容器等)的冷却气流在入口在热量大或耐热性好的器件(例如功率晶体管、大规模集成电路等)中,最下游的冷却气流是优选的。
六、大功率设备应尽可能接近印刷电路板边缘的配置
在水平方向上,大功率设备应被布置成尽可能接近印刷电路板边缘以缩短传热路径。在垂直方向上,大功率组件应被布置成尽可能接近印刷电路板的顶部,以减少这些组件对其它组件的温度的影响。
七、散热区域不得留大空间
由于装置中PCB的散热主要依赖于气流,PCB设计时必须研究气流路径,正确构成组件或印刷电路板。
气流有在阻力低的地方流动的倾向,如果在印刷电路板配置设备,请不要在区域内留下大的空间。整个机器的复数印刷电路板的配置也必须注意同样的问题。
八、温度敏感设备放在温度最低的区域
对温度敏感的装置最好不直接放置在加热装置上,而配置在温度最低的区域(例如装置的底部),优选多个装置水平布局交错。
九、最高耗电和最大热量的设备布置在最佳散热位置附近
具有最高功耗和最大热量的设备被布置在最佳散热位置附近。除非散热器靠近,否则请不要将加热装置放在印制板的角和边缘。在PCB设计功率电阻中,需要尽可能选择大的设备,调整布局使其具有足够的散热空间PCB。
十、保持表面温度性能均匀PCB
避免热点集中在PCB上,尽可能平均分配功率PCB,保持PCB表面温度特性均匀。
PCB设计在过程中,通常难以实现严格的均匀分布,但是必须避免功率密度过高的区域,以避免出现热点并且不影响整个电路的正常操作。
如果可能,需要印刷电路的热特性分析。例如,添加到一些专业PCB设计软件的热性能指标分析软件模块可以支持PCB设计用户优化电路PCB设计。