PCB板散热设计技巧散热是PCB热设计的主要内容。散热的目的是在元器件温度超过可靠性保证温度时,采取适当的散热对策,使温度降低到可靠性工作范围内。PCB散热主要从导热、对流、辐射三方面来进行。本文主要介绍PCB电路板的散热设计技巧
一、元器件排列散热
1、元件布置满足散热要求
交错分散排列。在布板设计进行元件布局时,应将发热元器件与一般器件及温度敏感器件区分开,发热器件周围应留有足够的散热气体流动通道,发热元件应错开分散排列。这与通常布局时的整齐划一排列恰好相反,有利于改善散热效果。
当热性能不同的元件混合安装时,最好将发热...
散热是PCB热设计的主要内容。散热的目的是在元器件温度超过可靠性保证温度时,采取适当的散热对策,使温度降低到可靠性工作范围内。PCB散热主要从导热、对流、辐射三方面来进行。本文主要介绍PCB电路板的散热设计技巧
一、元器件排列散热
1、元件布置满足散热要求
交错分散排列。在布板设计进行元件布局时,应将发热元器件与一般器件及温度敏感器件区分开,发热器件周围应留有足够的散热气体流动通道,发热元件应错开分散排列。这与通常布局时的整齐划一排列恰好相反,有利于改善散热效果。
当热性能不同的元件混合安装时,最好将发热量大的元件安装在下风处,放热小的元件安装在上风处。这样耐热差的元件会处在发元件散热的路径上,其结果是耐热性差的元件处较高温度处。具有相同水平的耐热元件混合排列时,基本排列顺序是:耗电大的元件、散热性差的元件应装在上风处。
2 、高发热器件的散热
当PCB中有少数器件发热量较大时时,可在发热器件上加散热器或导热管,当温度还不能降下来时,可采用带风扇的散热器,以增强散热效果。当发热器件量较多时,可采用大的散热罩,它是按PCB板上发热器件的位置和高低而定制的专用散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同的元件高低位置。将散热罩整体扣在元件面上,与每个元件接触而散热。但由于元器件装焊时高低一致性差,散热效果并不好。通常在元器件面上加柔软的热相变导热垫来改善散热效果。
二、PCB电路板散热
PCB板材是覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材,还有少量使用的纸基覆铜板材。这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能,但散热性差,作为高发热元件的散热途径是从元件的表面向周围空气中散热。但只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。同时由于元器件产生的热量大量地传给PCB板,因此解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热能力,通过PCB板传导出去或散发出去。
1、选用散热好的板材
环氧玻璃布类板材导热系数一股为0.2W/m℃。普通的电子电路由于发热量小,通常采用环氧玻璃布类基材制作,其产生的少量热量一般通过走线热设计和元器件本身散发出去。随着元件小型化、高集成化,高频化,其热密度明显加大,特别是功率器件的使用,为满足这种高散热要求后来开发出了一些新型导热性板材。
2、采用合理的走线散热
由于板材中的树脂导热性差,而铜箔线路和孔是热的良导体,因此提高铜箔剩余率和增加导热孔是散热的主要手段。PCB的散热能力,需要对由导热系数不同的PCB用绝缘基板的等效导热系数进行计算。铜箔越厚,铜箔剩余率越高,层数越多,其等效导热系数越大, P C B板的散热效果越好。
PCB厚度方向的导热系数比表面的导热系数小得多。为了改善厚度方向的导热性,可采用导热孔。导热孔是穿过:PCB的金属化小孔。其效果相当于一个细铜导管沿PCB厚度方向从其表面穿透,使PCB正背面的热量发生短路,发热元件的热量向PCB背面迅速逃逸或传导给其它散热层。如安装在PCB上的IC**芯片,在其正下方的PCB板上设置无数个导热孔的设计方案正在普及。因此,在PCB走线时为提高散热能力,应采用粗线、厚铜箔、薄板、多层、大面积铺铜、加导热孔设计方案。
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