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如何通過PCB設計提高電路板散熱性能?

發布時間 :2020-08-31 17:01 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
對于電子設備,在運行過程中會產生一定量的熱量,這些熱量會迅速提高設備的內部溫度。如果不及時釋放熱量,設備將繼續加熱,設備會因過熱而發生故障,并且電子設備的可靠性能會下降。因此,在PCB設計時進行良好的散熱處理非常重要。接下來為大家介紹如何通過PCB設計提高電路板散熱性能。
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一、PCB設計添加散熱銅箔,并采用大面積電源接地銅箔
1. 接點面積越大,結溫越低;
2. 銅覆蓋面積越大,結溫越低。
 
二、PCB設計增加熱過孔
PCB設計增加熱過孔熱過孔可以有效降低器件的結溫并提高單板厚度方向上的溫度均勻性,這提供了在PCB背面采用其他散熱方法的可能性。通過仿真發現,與沒有散熱過孔的器件相比,該器件的熱功耗為2.5W,間距為1mm,中心設計為6x6,散熱過孔可將結溫降低約4.8°C,并且PCB頂面和底面之間的溫差從21°C降低到5°C。將熱通孔陣列更改為4X4后,器件的結溫比6x6的結溫提高了2.2°C,這一點值得關注。
 
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三、PCB設計IC背面裸露銅,降低銅與空氣之間的熱阻。
 
四、PCB設計布局優化
對大功率和熱敏設備的PCB設計布局要求。
1. 熱敏設備放置在冷空氣區域。
2. 溫度檢測裝置應放置在最熱的位置。
3. 在同一塊PCB器件上應盡可能根據發熱量的大小和熱分配程度,發熱量小的或耐熱性差的器件(如小信號晶體管,小型集成電路,電解電容器等)的冷卻氣流最好在入口處,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)的最下游冷卻氣流。
4. 在水平方向上,大功率設備應盡可能靠近PCB板的邊緣布置,以縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率組件應盡可能靠近印刷電路板的頂部布置,以減少這些組件在工作時對其他組件溫度的影響。
5. 設備中印刷電路板的散熱主要取決于氣流,因此有必要在設計中研究氣流路徑并合理配置設備或印刷電路板。氣流傾向于在阻力較低的地方流動,因此在印刷電路板上配置設備時,請避免在區域中留出較大空間。整個機器中多個印刷電路板的配置也應注意相同的問題。
6. 溫度敏感設備最好放置在溫度最低的區域(例如設備的底部),不要將其放在加熱設備的正上方,多個設備最好在水平交錯的布局中。
7. 具有最高功耗和最大熱量的設備被布置在最佳散熱位置附近。除非附近有散熱器,否則請勿在印刷電路板的角落和邊緣放置高溫設備。在設計功率電阻時要盡可能選擇較大的器件,并調整PCB設計布局,使其具有足夠的散熱空間。
 
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