如何获得更好的PCB热性能

      对于电子设备，工作会产生热量，这将导致设备内部温度迅速升高。如果不能及时释放热量，设备将继续升温，设备将过热，无法正常工作，那么显然电子设备的可靠性将下降。

      因此，对电路板进行良好的散热处理非常重要。PCB的散热是一个非常重要的方面，下面我们将讨论PCB设计中的散热技巧。

1.目前广泛使用的PCB材料为覆铜/环氧玻璃布材料或酚醛树脂玻璃布材料，使用少量XPC。

      尽管这些材料具有优异的电学性能和加工性能，但它们的散热性能较差。PCB树脂本身很难散热，大部分是从元件表面到周围空气。

      然而，随着电子产品进入元件小型化、高密度安装和高热组装的时代，仅从表面积非常小的元件表面散热是不够的。

      同时，由于QFP、BGA等SMT元件的广泛使用，元件产生的大量热量被传递到PCB上。因此，解决散热问题的最佳方法是直接提高PCB与发热元件接触的散热能力，然后从PCB传导或散发热量。

1） 使用散热铜箔

2） 热过孔

3） 暴露IC背面的铜，降低铜平面与空气之间的热阻

4） PCB布局

a、 将热敏装置布置在冷空气区域。

b、 在最热的位置安装温度检测装置。

c、 PCB上的元件应尽可能根据热值和散热程度放置。热值低或耐热性差的部件（如小信号晶体管、小型集成电路、电解电容器等）应布置在冷却气流的入口/最高区域。热值高或耐热性强的元件（如功率晶体管、大型集成电路等）应布置在冷却气流的最低区域。

d、 在水平方向上，大功率元件应尽可能靠近PCB边缘，这将有助于缩短传热路径。在垂直方向上，大功率设备应尽可能靠近PCB顶部，以减少这些设备在工作时对其他设备温度的影响。

e、 PCB在设备中的散热主要取决于气流，因此在设计PCB时应研究气流路径，合理配置器件和PCB。气流总是倾向于流向阻力较小的地方，因此在PCB上配置设备时，有必要避免在某个区域留下较大的空域。在机器中放置多块PCB时，也应注意同样的问题。

f、 温度敏感设备最好放置在温度最低的区域（如设备底部），不要将其直接放在加热设备上方，多个设备最好放置在水平面的不同区域，错开布局。

g、 具有最高功耗和最大散热量的设备应布置在最佳散热位置附近。除非附近有散热器，否则不要在PCB的角落和边缘放置高温设备。在设计功率电阻器时，应选择尽可能大的器件，并调整PCB的布局，使其具有足够的散热空间。

h、 元件间隙的建议。

2.高加热装置加散热器、导热板。当PCB中有少数元件（少于3个）产生大量热量时，可以在加热装置上增加散热器或导热管，当温度不能下降时，可以使用带风扇的散热器，以增强散热效果。

      当加热装置的数量超过（超过3个）时，可以使用大型散热器（板）。它可以是根据加热设备在PCB上的位置和高度定制的特殊散热器，也可以是一个大型扁平散热器，用于切割不同组件的位置。

      散热器作为一个整体扣在部件表面上，通过与每个部件接触散热。然而，由于组件组装和焊接过程中高度一致性差，散热效果不好。通常，在元件表面添加软性热相变导热垫，以改善散热效果。

3.对于使用自由对流空气冷却的设备，最好纵向或横向布置集成电路（或其他设备）。

4.采用合理的电路设计来实现更好的散热，由于板中树脂的导热性差，而铜箔线和铜箔孔都是良好的热导体，提高铜箔的残余率和增加导热孔是获得更好热性能的主要手段。

      为了评估PCB的散热能力，有必要计算PCB绝缘材料的等效导热系数，PCB是一种由不同导热系数的材料组成的复合材料。

5.同一PCB上的元件应根据其热值和散热程度进行排列。低热或耐热性差的部件（如小信号晶体管、小型集成电路、电解电容器等）应放置在冷却气流（入口）的顶部。高热或耐热性好的部件（如功率晶体管、大型集成电路等）应放置在冷却流的最下游。

6.避免热点集中在PCB上，尽量使功率均匀分布在PCB上，保持PCB表面温度性能均匀一致。

      在设计过程中，通常很难实现严格的均匀分布，但必须避免功率密度过高的区域，以免出现影响整个电路正常运行的热点。

      如果有良好的条件，就有必要分析印刷电路的热效率。例如，在一些专业PCB设计软件中添加热效率指数分析软件模块，可以帮助设计者优化电路设计。