电子设备中,如何更好的设计PCB使其散热能力呢?
很多电子设备的性能都是因为散热不佳而降低的,电子设备工作时都会产生一定的热量,若是元件不能及时散热,可能就会因为温度过高而损坏,从而导致电子设备性能降低。那我们需要从研究电路板的结构、元器件布局对元件温度的影响以及电子设备多块电路板的温度分布,电子元件的结点温度,进行可靠性设计,对电路板结构及其元器件进行合理安排,从面对电路板及其所在箱体内采取热控制措施,达到降低温度目的,那么下面就来讲讲如何设计PCB使其更好地散热。
一 、加散热铜箔和采用大面积电源地铜箔。连接铜皮的面积越大,结温越低。覆铜面积越大,结温越低。在走电源线时,我们尽可能的铺大铜片。连接铜皮的面积越大,结温越低。一般情况下PCB表面的空闲部铺上地铜。
二、热过孔。热过孔能有效的降低器件结温,提高单板厚度方向温度的均匀性。在IC底部散热焊盘打孔铺铜并露铜,有利于散热。一般情况下,散热最优的过孔设计方案为:孔径10~12mil,孔中心间距30~40mil,也可以根据器件的热耗水平和温度控制要求对过孔数量进行优化
三、PCB布局
1、热敏感器件放置在冷风区。
2、温度检测器件放置在最热的位置。
3、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(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流最下游。
4、在水平方向上,大功率器件尽量靠近印制板边沿布置,以便缩短传热路径;在垂直方向上,大功率器件尽量靠近印制板上方布置,以便减少这些器件工作时对其他器件温度的影响。
5、设备内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动,所以在印制电路板上配置器件时,要避免在某个区域留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题。
6、对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域(如设备的底部),千万不要将它放在发热器件的正上方,多个器件最好是在水平面上交错布局。
7、将功耗最高和发热最大的器件布置在散热最佳位置附近。不要将发热较高的器件放置在印制板的角落和四周边缘,除非在它的附近安排有散热装置。
8、如果空间足够大的话,在设计功率电阻时尽可能选择大一些的器件,且在调整印制板布局时使之有足够的散热空间。
以上就是一些设计PCB达到更好的散热效果的方法,其实还有更多更好的方法需要探讨,这样才能让电子设备的使用寿命延长,拥有最好的性能及最高的工作效率。
四、考虑方便加工性的热平衡设计
1, 贴片时由于散热速度快慢会引起应力差异,导致器件被应力拉动,产生立碑等不良;对于0402 0201这种小的分立器件 两个引脚之间的应该尽量对称设计。
2, 分立器件两个引脚尽量不要直接放置在大铜面上,避免散热过快导致焊接不良
3, 通孔插件尽量设计成热焊盘,花连接,避免和多层平面全连接。这样导致的结果 焊盘散热过孔 器件引脚不容易上锡。
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