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PCB电路板散热设计

电子设备工作时产生的热量，使设备内部温度快速上升，假设不准时将该热量散发，设备会持续升温，器件就会因过热失效，电子设备的牢靠性将下降。因此，对电路板进展散热处理格外重要。

电子设备工作时产生的热量，使设备内部温度快速上升，假设不准时

将该热量散发，设备会持续升温，器件就会因过热失效，电子设备

的牢靠性将下降。因此，对电路板进展散热处理格外重要。

一、印制电路板温升因素分析

引起印制板温升的直接缘由是由于电路功耗器件的存在，电子

器件均不同程度地存在功耗，发热强度随功耗的大小变化。

器件均不同程度地存在功耗，发热强度随功耗的大小变化。

印制板中温升的2种现象：

局部温升或大面积温升。

(2)短时温升或长时间温升。

(2)短时温升或长时间温升。

在分析PCB热功耗时，一般从以下几个方面来分析。

1.电气功耗

1.电气功耗

(1)分析单位面积上的功耗。

(1)分析单位面积上的功耗。

分析PCB电路板上功耗的分布。

2.印制板的构造

2.印制板的构造

印制板的尺寸。

印制板的材料。

3.印制板的安装方式

3.印制板的安装方式

(1)安装方式(如垂直安装，水平安装)。

(2)密封状况和离机壳的距离。

(2)密封状况和离机壳的距离。

4.热辐射

(1)印制板外表的辐射系数。

(2)印制板与相邻外表之间的温差和他们确实定温度。

(2)印制板与相邻外表之间的温差和他们确实定温度。

5.热传导

5.热传导

(1)安装散热器。

(2)其他安装构造件的传导。

(2)其他安装构造件的传导。

6.热对流

(1)自然对流。

(2)强迫冷却对流。

(2)强迫冷却对流。

应依据实际状况来分析，只有针对某一具体实际状况才能比较正确地计算或估算出温升和功耗等参数。从PCB上述各因素的分析是解决印制板的温升的有效途径，往往在一个产品和系统中这些因素是相互关联和依靠的，大多数因素

应依据实际状况来分析，只有针对某一具体实际状况才能比较正确

地计算或估算出温升和功耗等参数。

二、电路板散热方式

1.高发热器件加散热器、导热板

1.高发热器件加散热器、导热板

当PCB中有少数器件发热量较大时(少于3个)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，可承受带风扇的

件上加散热器或导热管，当温度还不能降下来时，可承受带风扇的

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凹凸位散热器，以增加散热效果。当发热器件量较多时(多于3个)，可承受大的散热罩(板)，它是按PCB板上发热器件的位置和凹凸而定制

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凹凸位

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凹凸全都性差，散热效果并不好。通常在元器件面上

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

元器件装焊时凹凸全都性差，散热效果并不好。通常在元器件面上

加松软的热相变导热垫来改善散热效果。

通过PCB板本身散热

目前广泛应用的

目前广泛应用的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，几乎不能希望由PCB本身树脂传导热量，而是从元件的外表对

四周空气中散热。但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安

四周空气中散热。但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安

装、高发热化组装时代，假设只靠外表积格外小的元件外表来散热是

装、高发热化组装时代，假设只靠外表积格外小的元件外表来散热是

格外不够的。同时由于QFP、BGA等外表安装元件的大量使用，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自身的散热力量，通过PCB板传导出

去或散发出去。

去或散发出去。

承受合理的走线设计实现散热

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。

评价PCB的散热力量，就需要对由导热系数不同的各种材料构

评价PCB的散热力量，就需要对由导热系数不同的各种材料构

成的复合材料一一PCB用绝缘基板的等效导热系数(九eq)进展计

算。

对于承受自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路(或

其他器件)按纵长方式排列，或按横长方式排列。

其他器件)按纵长方式排列，或按横长方式排列。

耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流最下游。同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的最上流(入口