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如何利用PCB設計改善散熱

發(fā)布時間:2021-12-23 責任編輯:lina

【導讀】對于電子設備來說,工作時都會產(chǎn)生一定的熱量,從而使設備內(nèi)部溫度迅速上升,如果不及時將該熱量散發(fā)出去,設備就會持續(xù)的升溫,器件就會因過熱而失效,電子設備的可靠性能就會下降。因此,對電路板進行很好的散熱處理是非常重要的。


如何利用PCB設計改善散熱


對于電子設備來說,工作時都會產(chǎn)生一定的熱量,從而使設備內(nèi)部溫度迅速上升,如果不及時將該熱量散發(fā)出去,設備就會持續(xù)的升溫,器件就會因過熱而失效,電子設備的可靠性能就會下降。因此,對電路板進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。


如何利用PCB設計改善散熱


如何利用PCB設計改善散熱


根據(jù)上圖可以看到:連接銅皮的面積越大,結(jié)溫越低


如何利用PCB設計改善散熱


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 、中心設計 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 ,值得關注。


如何利用PCB設計改善散熱


3、IC背面露銅,減小銅皮與空氣之間的熱阻


如何利用PCB設計改善散熱


4、PCB布局


大功率、熱敏器件的要求。


如何利用PCB設計改善散熱


a、熱敏感器件放置在冷風區(qū)。


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(qū)排列,發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、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對其他器件溫度的影響。


e、設備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動,所以在設計時要研究空氣流動路徑,合理配置器件或印制電路板??諝饬鲃訒r總是趨向于阻力小的地方流動,所以在印制電路板上配置器件時,要避免在某個區(qū)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題。


f、對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設備的底部),千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,多個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。在設計功率電阻時盡可能選擇大一些的器件,且在調(diào)整印制板布局時使之有足夠的散熱空間。


h、元器件間距建議:


如何利用PCB設計改善散熱


(參考文檔:PCB散熱技術分析  姓名:吉仕福)



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