中心議題：

• 印製電路板溫升因素分析
• 印製電路板的散熱方式

解決方案：

• 高發熱器件加散熱器、導熱板
• 采用合理的走線設計實現散熱
• 通過PCB板本身散熱

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電dian子zi設she備bei工gong作zuo時shi產chan生sheng的de熱re量liang
，使shi設she備bei內nei部bu溫wen度du迅xun速su上shang升sheng
，若ruo不bu及ji時shi將jiang該gai熱re量liang散san發fa，設she備bei會hui持chi續xu升sheng溫wen，器qi件jian就jiu會hui因yin過guo熱re失shi效xiao
，電dian子zi設she備bei的de可ke靠kao性xing將jiang下xia降jiang。因yin此ci，對dui電dian路lu板ban進jin行xing散san熱re處chu理li十shi分fen重zhong要yao。本ben文wen將jiang在zai分fen析xi引yin起qi印yin製zhi電dian路lu板ban溫wen升sheng的de因yin素su的de基ji礎chu上shang，介jie紹shao幾ji種zhong實shi用yong的de電dian路lu板ban散san熱re方fang式shi。

一、印製電路板溫升因素分析

引起印製板溫升的直接原因是由於電路功耗器件的存在，電子器件均不同程度地存在功耗，發熱強度隨功耗的大小變化。

印製板中溫升的2種現象：
（1）局部溫升或大麵積溫升
；
（2）短時溫升或長時間溫升。

在分析PCB熱功耗時
，一般從以下幾個方麵來分析。

1電氣功耗
（1）分析單位麵積上的功耗；
（2）分析PCB板上功耗的分布。　

2印製板的結構
（1）印製板的尺寸；
（2）印製板的材料。　

3印製板的安裝方式
（1）安裝方式（如垂直安裝
，水平安裝）
；
（2）密封情況和離機殼的距離。　

4熱輻射
（1）印製板表麵的輻射係數；
（2）印製板與相鄰表麵之間的溫差和他們的絕對溫度；　

5熱傳導
（1）安裝散熱器
；
（2）其他安裝結構件的傳導。　

6熱對流
（1）自然對流；
（2）強迫冷卻對流。

從PCB上shang述shu各ge因yin素su的de分fen析xi是shi解jie決jue印yin製zhi板ban的de溫wen升sheng的de有you效xiao途tu徑jing
，往wang往wang在zai一yi個ge產chan品pin和he係xi統tong中zhong這zhe些xie因yin素su是shi互hu相xiang關guan聯lian和he依yi賴lai的de，大da多duo數shu因yin素su應ying根gen據ju實shi際ji情qing況kuang來lai分fen析xi
，隻zhi有you針zhen對dui某mou一yi具ju體ti實shi際ji情qing況kuang才cai能neng比bi較jiao正zheng確que地di計ji算suan或huo估gu算suan出chu溫wen升sheng和he功gong耗hao等deng參can數shu。　
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二、電路板散熱方式

1 高發熱器件加散熱器、導熱板
當PCB中有少數器件發熱量較大時(少於3個)時，可在發熱器件上加散熱器或導熱管，當溫度還不能降下來時

，可采用帶風扇的散熱器
，以增強散熱效果。當發熱器件量較多時(多於3個)
，可采用大的散熱罩(板)，它是按PCB板(ban)上(shang)發(fa)熱(re)器(qi)件(jian)的(de)位(wei)置(zhi)和(he)高(gao)低(di)而(er)定(ding)製(zhi)的(de)專(zhuan)用(yong)散(san)熱(re)器(qi)或(huo)是(shi)在(zai)一(yi)個(ge)大(da)的(de)平(ping)板(ban)散(san)熱(re)器(qi)上(shang)摳(kou)出(chu)不(bu)同(tong)的(de)元(yuan)件(jian)高(gao)低(di)位(wei)置(zhi)。將(jiang)散(san)熱(re)罩(zhao)整(zheng)體(ti)扣(kou)在(zai)元(yuan)件(jian)麵(mian)上(shang)，與(yu)每(mei)個(ge)元(yuan)件(jian)接(jie)觸(chu)而(er)散(san)熱(re)。但(dan)由(you)於(yu)元(yuan)器(qi)件(jian)裝(zhuang)焊(han)時(shi)高(gao)低(di)一(yi)致(zhi)性(xing)差(cha)
，散(san)熱(re)效(xiao)果(guo)並(bing)不(bu)好(hao)。通(tong)常(chang)在(zai)元(yuan)器(qi)件(jian)麵(mian)上(shang)加(jia)柔(rou)軟(ruan)的(de)熱(re)相(xiang)變(bian)導(dao)熱(re)墊(dian)來(lai)改(gai)善(shan)散(san)熱(re)效(xiao)果(guo)。

2 通過PCB板本身散熱
目前廣泛應用的PCB板材是覆銅／環(huan)氧(yang)玻(bo)璃(li)布(bu)基(ji)材(cai)或(huo)酚(fen)醛(quan)樹(shu)脂(zhi)玻(bo)璃(li)布(bu)基(ji)材(cai)，還(hai)有(you)少(shao)量(liang)使(shi)用(yong)的(de)紙(zhi)基(ji)覆(fu)銅(tong)板(ban)材(cai)。這(zhe)些(xie)基(ji)材(cai)雖(sui)然(ran)具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)和(he)加(jia)工(gong)性(xing)能(neng)
，但(dan)散(san)熱(re)性(xing)差(cha)
，作(zuo)為(wei)高(gao)發(fa)熱(re)元(yuan)件(jian)的(de)散(san)熱(re)途(tu)徑(jing)
，幾(ji)乎(hu)不(bu)能(neng)指(zhi)望(wang)由(you)PCB本身樹脂傳導熱量，而是從元件的表麵向周圍空氣中散熱。但隨著電子產品已進入到部件小型化

、高密度安裝、高發熱化組裝時代，若隻靠表麵積十分小的元件表麵來散熱是非常不夠的。同時由於QFP
、BGA等表麵安裝元件的大量使用，元器件產生的熱量大量地傳給PCB板
，因此
，解決散熱的最好方法是提高與發熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通過PCB板傳導出去或散發出去。

3 采用合理的走線設計實現散熱
由於板材中的樹脂導熱性差，而銅箔線路和孔是熱的良導體，因此提高銅箔剩餘率和增加導熱孔是散熱的主要手段。評價PCB的散熱能力
，就需要對由導熱係數不同的各種材料構成的複合材料一一PCB用絕緣基板的等效導熱係數(九eq)進行計算。

4 對於采用自由對流空氣冷卻的設備


，最好是將集成電路（或其他器件）按縱長方式排列
，或按橫長方式排列。

5 同一塊印製板上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程度分區排列，發熱量小或耐熱性差的器件（如小信號晶體管、小規模集成電路、電解電容等）放在冷卻氣流的最上流（入口處），發熱量大或耐熱性好的器件（如功率晶體管、大規模集成電路等）放在冷卻氣流最下遊。

6 合理布局大功率器件。在水平方向上
，大功率器件盡量靠近印製板邊沿布置
，以便縮短傳熱路徑
；在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印製板上方布置
，以便減少這些器件工作時對其他器件溫度的影響。

7 對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區域（如設備的底部），千萬不要將它放在發熱器件的正上方，多個器件最好是在水平麵上交錯布局。

8 設備內印製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
，合理配置器件或印製電路板。kongqiliudongshizongshiquxiangyuzulixiaodedifangliudong
，suoyizaiyinzhidianlubanshangpeizhiqijianshi，yaobimianzaimougequyuliuyoujiaodadekongyu。zhengjizhongduokuaiyinzhidianlubandepeizhiyeyingzhuyitongyangdewenti。

9 避免PCB上熱點的集中
，盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上
，保持PCB表麵溫度性能的均勻和一致。往wang往wang設she計ji過guo程cheng中zhong要yao達da到dao嚴yan格ge的de均jun勻yun分fen布bu是shi較jiao為wei困kun難nan的de，但dan一yi定ding要yao避bi免mian功gong率lv密mi度du太tai高gao的de區qu域yu，以yi免mian出chu現xian過guo熱re點dian影ying響xiang整zheng個ge電dian路lu的de正zheng常chang工gong作zuo。如ru果guo有you條tiao件jian的de話hua，進jin行xing印yin製zhi電dian路lu的de熱re效xiao能neng分fen析xi是shi很hen有you必bi要yao的de，如ru現xian在zai一yi些xie專zhuan業yePCB設計軟件中增加的熱效能指標分析軟件模塊，就可以幫助設計人員優化電路設計。

10 將功耗最高和發熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。不(bu)要(yao)將(jiang)發(fa)熱(re)較(jiao)高(gao)的(de)器(qi)件(jian)放(fang)置(zhi)在(zai)印(yin)製(zhi)板(ban)的(de)角(jiao)落(luo)和(he)四(si)周(zhou)邊(bian)緣(yuan)，除(chu)非(fei)在(zai)它(ta)的(de)附(fu)近(jin)安(an)排(pai)有(you)散(san)熱(re)裝(zhuang)置(zhi)。在(zai)設(she)計(ji)功(gong)率(lv)電(dian)阻(zu)時(shi)盡(jin)可(ke)能(neng)選(xuan)擇(ze)大(da)一(yi)些(xie)的(de)器(qi)件(jian)，且(qie)在(zai)調(tiao)整(zheng)印(yin)製(zhi)板(ban)布(bu)局(ju)時(shi)使(shi)之(zhi)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)散(san)熱(re)空(kong)間(jian)。

11 高熱耗散器件在與基板連接時應盡能減少它們之間的熱阻。為了更好地滿足熱特性要求
，在芯片底麵可使用一些熱導材料（如塗抹一層導熱矽膠），並保持一定的接觸區域供器件散熱。

12 器件與基板的連接：
（1） 盡量縮短器件引線長度
；
（2）選擇高功耗器件時，應考慮引線材料的導熱性，如果可能的話，盡量選擇引線橫段麵最大
；
（3）選擇管腳數較多的器件。

13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傳導率；
（2）應考慮在基板與器件封裝之間提供一個良好的熱傳導路徑；
（3）在熱傳導路徑上應避免有空氣隔斷，如果有這種情況可采用導熱材料進行填充。