「案例分享」運(yùn)用 PCB 設(shè)計(jì)改善散熱問題

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。

1、加散熱銅箔和采用大面積電源地銅箔。

根據(jù)上圖可以看到：連接銅皮的面積越大，結(jié)溫越低

根據(jù)上圖，可以看出，覆銅面積越大，結(jié)溫越低。
2、熱過孔
熱過孔能有效的降低器件結(jié)溫，提高單板厚度方向溫度的均勻性，為在PCB背面采取其他散熱方式提供了可能。通過仿真發(fā)現(xiàn)，與無熱過孔相比，在器件熱功耗為2.5W、間距1mm、中心設(shè)計(jì)6x6的熱過孔能使結(jié)溫降低4.8°C左右，而PCB的頂面與底面的溫差由原來的21°C減低到5°C。熱過孔陣列改為4x4后，器件的結(jié)溫與6x6相比升高了2.2°C，值得關(guān)注。

3、IC背面露銅，減小銅皮與空氣之間的熱阻

4、PCB布局
大功率、熱敏器件的要求。

a、熱敏感器件放置在冷風(fēng)區(qū)。
b、溫度檢測(cè)器件放置在最熱的位置。
c、同一塊印制板上的器件應(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。
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(duì)其他器件溫度的影響。
e、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。
f、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。
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(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。
h、元器件間距建議：