当前广泛应用的 PCB 板材,如覆铜 / 环氧玻璃布基材等,虽电气与加工性能优良,但散热性欠佳。以往靠元件表面向空气散热的方式,在部件小型化、高密度安装且高发热化的当下已难以为继。因表面安装元件的大量使用,热量大量传至 PCB 板,提升 PCB 自身散热能力成为关键,即通过 PCB 板传导与散发热量。

在 PCB 布局方面,需遵循多项原则。热敏感器件应置于冷风区,温度检测器件放在最热处。按器件发热量与散热程度分区排列,发热量小或耐热性差的如小信号晶体管等放在冷却气流入口处,发热量大或耐热性好的如功率晶体管等放在下游。水平方向,大功率器件靠近印制板边沿以缩短传热路径;垂直方向,靠近印制板上方以减少对其他器件温度影响。设备内印制板散热依赖空气流动,设计时要规划好空气流动路径,合理配置器件与印制电路板,避免出现较大空域阻碍空气流通,多块印制电路板配置时亦需注意。对温度敏感器件安置在低温区域,如设备底部,避免在发热器件正上方,多个器件水平交错布局。将功耗高、发热大的器件放在散热佳位附近,发热较高器件若非有散热装置,勿放于印制板角落与边缘,设计功率电阻时选大些的器件并预留足够散热空间,同时避免 PCB 上热点集中,使功率均匀分布,保证 PCB 表面温度均匀一致。

当 PCB 中有少数发热量较大器件(少于 3 个)时,可添加散热器或导热管,若温度仍降不下来,采用带风扇的散热器增强效果。发热器件量较多(多于 3 个)时,可用大散热罩(板),按发热器件位置和高低定制,或在大平板散热器上抠出对应位置,扣在元件面上散热,因元器件装焊高度一致性差,可加柔软热相变导热垫提升散热效果。对于自由对流空气冷却设备,集成电路等器件可按纵长或横长方式排列。还可采用合理走线设计散热,因板材树脂导热差,铜箔线路和孔是热良导体,提高铜箔剩余率与增加导热孔是主要手段,需计算 PCB 用绝缘基板的等效导热系数来评估散热能力。
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