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PCB電路[Lù]闆散熱技巧

發布時間:2017-08-16 點擊▾數▾:載▲入▲中...


電路闆散熱方●式●


1 、高發熱器(Qì)件加(Jiā)散熱器、導熱闆

PCB 中有少數器件[Jiàn]發熱量較大時(少于 3 個)時,可在發熱器件⋄上⋄加散熱器或⋄導⋄(Dǎo)熱管,當溫度▲還▲(Hái)不能[Néng]降下[Xià]來時,可采◊用◊[Yòng]帶風扇的散熱器,以增(Zēng)強散熱效果。當發熱器件量較多時(多于 3 個[Gè]),可采用大的[De]散熱罩(闆),●它●是按[àn] PCB 闆上發熱器件的位置和高低而定制的▾專▾用散[Sàn]熱(Rè)器或是在一個大的平(Píng)闆散熱器[Qì]上▿摳▿出不同的元件高低位置[Zhì]。将散熱罩整∇體∇扣在元件面(Miàn)上,與每[Měi]個元件接觸而散熱。但由于元[Yuán]器件裝(Zhuāng)焊時高低一▽緻▽性差,散熱效果并不好。通常在元器件面上加柔(Róu)軟▽的▽[De]熱◈相◈變導熱墊來改善(Shàn)散熱效果。


2 、通◇過◇ PCB 闆本身(Shēn)散熱[Rè]

目前(Qián)廣泛應用(Yòng)的 PCB闆材是覆銅 /環氧玻璃布◇基◇(Jī)●材●或酚醛(Quán)樹脂玻璃布●基●[Jī]材,還有少量◇使◇用的紙基覆銅闆材。這些基◊材◊(Cái)雖然具有優良的電[Diàn]氣性能和加▲工▲性[Xìng]能,但散熱性差,作為高發熱元件[Jiàn]的散熱途徑,幾乎◆不◆能指望▽由▽ PCB本[Běn]身樹脂(Zhī)傳導熱量,而是(Shì)從元件的表面向周圍空氣中散熱。但随着電子産品已進入(Rù)到部件小型○化○、高密度●安●[ān]裝、高發熱化組裝時代,若隻靠表面積十分小的▿元▿[Yuán]件表面來散熱是非常(Cháng)不夠的[De]。同時由于[Yú] QFP BGA◊等◊表面安裝◊元◊件的大量使用,元器件◇産◇[Chǎn]生的熱量大量地(Dì)傳給 PCB闆(Pǎn),因此,解決▿散▿◈熱◈的最好方(Fāng)法是提高與發熱元[Yuán]件直接[Jiē]接觸的 PCB自身的散熱能力,通[Tōng]過 PCB闆[Pǎn]傳導出[Chū]去或散發出去。


3 、采用合理的走線設計實現散熱(Rè)

由于闆材中(Zhōng)的[De]樹脂(Zhī)▽導▽熱性差,而銅箔(Bó)線路和孔是熱的良導體,因此提高銅箔∆剩∆餘率和增[Zēng]加導熱孔是散熱的主要手段。


評價 PCB 的散○熱○能[Néng]力,就[Jiù]需要對由(Yóu)導熱系數[Shù]不同的各[Gè]種材料構成的複合(Hé)材料一一 PCB 用絕緣基闆的(De)⋄等⋄效導熱(Rè)系數(九 eq )進行計算。


? 4 、設備内印制闆的散熱主要依∆靠∆空氣流動,所▲以▲(Yǐ)在設[Shè]計時要研究空氣流動路徑,合理配置器[Qì]件或印制電路闆。對于采用自由對流空[Kōng]氣冷卻的設備,最好是◇将◇集成電路(或其他器件)按[àn]縱長方(Fāng)式排列,或按橫[Héng]長(Zhǎng)方式排列。空[Kōng]氣流動時總▲是▲趨向⋄于⋄阻力小(Xiǎo)的地方流(Liú)動,所以在○印○制[Zhì]電路闆上配置器▾件▾(Jiàn)時[Shí],要避免在某個區域留有較大的空域。整機中多塊印制電路(Lù)闆的配置也應注◈意◈同樣的問題。


? 5 、同一塊印制闆▽上▽的器件應盡可能按其發熱量(Liàng)大小及散熱程度分(Fèn)區排列,發(Fā)熱量(Liàng)小或[Huò]耐∇熱∇性差的器件(如小信号晶體管、小規模集成電路、電解▲電▲容等)放在冷卻氣流的最[Zuì]上流(入口處),發(Fā)熱量大或(Huò)耐熱○性○好的器件(如(Rú)功率晶∇體∇(Tǐ)管、大規模集成電路等(Děng))放在(Zài)冷卻氣流最下遊。 對溫度比[Bǐ]較(Jiào)敏感的器件最好安置(Zhì)在溫度最[Zuì]低的區域(Yù)(如設[Shè]備的[De]底部),千萬不要(Yào)将它[Tā]放在發熱(Rè)器件的正◊上◊▽方▽,多個器件最好[Hǎo]是在水平面上交錯[Cuò]布局。


? 6 、在水(Shuǐ)平方向上,大功(Gōng)率器件盡量靠近印[Yìn]制闆∇邊∇沿布置(Zhì),以▿便▿縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功(Gōng)率器件盡量靠近印制◊闆◊上方布置,以便減少這[Zhè]些器件工作時對其他器件溫度的影響。


? 7 、避(Bì)免 PCB上熱點的集中,盡[Jìn]可能地◇将◇功率均[Jun1]勻地分布在[Zài] PCB闆◆上◆(Shàng),保持[Chí] PCB表面溫度性能的均勻和一[Yī]緻。往往設計過程中要達到嚴格的均勻分[Fèn]布是較為困難的,但○一○定要[Yào]避免功率密度太高◇的◇[De]區域,以免(Miǎn)出現過熱點影響整(Zhěng)個電路的正常工作。


? 8 、将功耗最高和發[Fā]熱最大(Dà)的器件布置在散▽熱▽(Rè)最佳位置附近。不◇要◇将∆發∆[Fā]熱較[Jiào]高的器件放(Fàng)置在[Zài]∆印∆制闆的角落和四周邊緣,除[Chú]非在它(Tā)的附近安●排●有⋄散⋄熱裝置。


? 9 、高⋄熱⋄耗散器件(Jiàn)在○與○基闆連接時▿應▿(Yīng)盡能(Néng)減少它⋄們⋄[Men]之間的熱阻。為了更好地[Dì]滿足熱特性要求,∇在∇芯片(Piàn)底面可使用一些熱導材[Cái]料(如塗抹一層導熱矽膠),并保持一定的接觸區域供▿器▿(Qì)件散[Sàn]熱。

器件與基∆闆∆[Pǎn]的連接注意點:

1 盡量縮⋄短⋄[Duǎn]器件引線長度;

2)選擇(Zé)高功耗器件時,應考慮●引●線材料的導熱性,如果可能的話,盡量選擇引線橫[Héng]段○面○最大;

3)選擇管腳數較▿多▿的器件。


? 10 、器件的封裝選取:

1)在考慮熱設計時應注意器◊件◊的封裝說明和它的熱[Rè]傳導⋄率⋄;

2)應考慮在基闆與器件[Jiàn]封裝之間提供一個良好的熱傳導路徑;

3)⋄在⋄(Zài)熱傳導(Dǎo)路徑上應避▿免▿有空氣隔斷(Duàn),如果有這種情況[Kuàng]可采用導熱◇材◇料進行填充。


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