PCB線路板的散熱問題

對(duì)于電子設(shè)備來說，工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，從而使設(shè)備內(nèi)部溫度迅速上升，如果不及時(shí)將該熱量散發(fā)出去，設(shè)備就會(huì)持續(xù)的升溫，器件就會(huì)因過熱而失效，電子設(shè)備的可靠性能就會(huì)下降。因此，對(duì)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(jié)，在熱設(shè)計(jì)中，PCB是最重要的熱源承載，其熱量的來源主要有三個(gè)方面：
1.電子元器件的發(fā)熱
2.PCB本身的發(fā)熱
3.其它部分傳來的熱

在這三個(gè)熱源中，元器件的發(fā)熱量最大，是主要熱源，其次是PCB板產(chǎn)生的熱，外部傳入的熱量取決于系統(tǒng)的總體熱設(shè)計(jì)。在實(shí)際PCB設(shè)計(jì)中，工程師們需要考慮的散熱問題包括板材的選擇、元器件的選擇、元器件布局等方面。

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(shí)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(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PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。
1.加散熱銅箔和采用大面積電源地銅箔
2.熱過孔
3.IC背面露銅，減小銅皮與空氣之間的熱阻

PCB布局設(shè)計(jì)中的散熱處理
布局屬于整個(gè)PCB散熱設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)PCB散熱有著舉足輕重的作用。作為設(shè)計(jì)者，在進(jìn)行PCB布局時(shí)，你需要考慮以下方面：
1.考慮把發(fā)熱高、輻射大的元器件集中設(shè)計(jì)安裝在另一個(gè)PCB板上，這樣進(jìn)行單獨(dú)集中通風(fēng)冷卻，避免與主板相互干擾。
2.PCB板面熱容量均勻分布，不要把大功耗器件集中布放，如無法避免，則要把矮的元件放在氣流的上游，并保證足夠的冷卻風(fēng)量流經(jīng)熱耗集中區(qū)。
3.使傳熱通路盡可能短。使傳熱橫截面盡可能大。
4.元器件布局應(yīng)考慮到對(duì)周圍零件熱輻射的影響。對(duì)熱敏感的部件、元器件（含半導(dǎo)體器件）應(yīng)遠(yuǎn)離熱源或?qū)⑵涓綦x。
5.注意強(qiáng)迫通風(fēng)與自然通風(fēng)方向一致。附加子板、器件風(fēng)道與通風(fēng)方向一致。
6.熱量較大或電流較大的元器件不要放置在PCB板的角落和四周邊緣，盡可能安裝散熱器，并遠(yuǎn)離其他器件，并保證散熱通道通暢。
7.溫度檢測器件放置在最熱的位置。
8.同一塊印制線路板上的器件應(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(hào)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。
9.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(duì)其他器件溫度的影響。
10.設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動(dòng)，所以在設(shè)計(jì)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(qū)域留有較大的空域。整機(jī)中多塊印制電路板的配置也應(yīng)注意同樣的問題。
11.對(duì)溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域（如設(shè)備的底部），千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個(gè)器件最好是在水平面上交錯(cuò)布局。
12.在設(shè)計(jì)功率電阻時(shí)盡可能選擇大一些的器件，且在調(diào)整印制板布局時(shí)使之有足夠的散熱空間。
13.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。