電子設備工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，使設備內部溫度迅速上升，若不及時(shí)將該熱量散發(fā)，設備會(huì )持續升溫，器件就會(huì )因過(guò)熱失效，電子設備的可靠性將下降。因此，對電路板進(jìn)行散熱處理十分重要。

一、印制電路板溫升因素分析

引起印制板溫升的直接原因是由于電路功耗器件的存在，電子器件均不同程度地存在功耗，發(fā)熱強度隨功耗的大小變化。

印制板中溫升的2種現象：

（1）局部溫升或大面積溫升；

（2）短時(shí)溫升或長(cháng)時(shí)間溫升。

在分析PCB熱功耗時(shí)，一般從以下幾個(gè)方面來(lái)分析。

1電氣功耗

（1）分析單位面積上的功耗；

（2）分析PCB板上功耗的分布。

2印制板的結構

（1）印制板的尺寸；

（2）印制板的材料。

3印制板的安裝方式

（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）印制板表面的輻射系數；

（2）印制板與相鄰表面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上述各因素的分析是解決印制板的溫升的有效途徑，往往在一個(gè)產(chǎn)品和系統中這些因素是互相關(guān)聯(lián)和依賴(lài)的，大多數因素應根據實(shí)際情況來(lái)分析，只有針對某一具體實(shí)際情況才能比較正確地計算或估算出溫升和功耗等參數。

二、電路板散熱方式

1  高發(fā)熱器件加散熱器、導熱板

當PCB中有少數器件發(fā)熱量較大時(shí)(少于3個(gè))時(shí)，可在發(fā)熱器件上加散熱器或導熱管，當溫度還不能降下來(lái)時(shí)，可采用帶風(fēng)扇的散熱器，以增強散熱效果。當發(fā)熱器件量較多時(shí)(多于3個(gè))，可采用大的散熱罩(板)，它是按PCB板上發(fā)熱器件的位置和高低而定制的專(zhuān)用散熱器或是在一個(gè)大的平板散熱器上摳出不同的元件高低位置。將散熱罩整體扣在元件面上，與每個(gè)元件接觸而散熱。但由于元器件裝焊時(shí)高低一致性差，散熱效果并不好。通常在元器件面上加柔軟的熱相變導熱墊來(lái)改善散熱效果。

2  通過(guò)PCB板本身散熱

目前廣泛應用的PCB板材是覆銅／環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹(shù)脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材。這些基材雖然具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能，但散熱性差，作為高發(fā)熱元件的散熱途徑，幾乎不能指望由PCB本身樹(shù)脂傳導熱量，而是從元件的表面向周?chē)諝庵猩?。但隨著(zhù)電子產(chǎn)品已進(jìn)入到部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝時(shí)代，若只靠表面積十分小的元件表面來(lái)散熱是非常不夠的。同時(shí)由于QFP、BGA等表面安裝元件的大量使用，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板，因此，解決散熱的好方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通過(guò)PCB板傳導出去或散發(fā)出去。

3  采用合理的走線(xiàn)設計實(shí)現散熱

由于板材中的樹(shù)脂導熱性差，而銅箔線(xiàn)路和孔是熱的良導體，因此提高銅箔剩余率和增加導熱孔是散熱的主要手段。

評價(jià)PCB的散熱能力，就需要對由導熱系數不同的各種材料構成的復合材料一一PCB用絕緣基板的等效導熱系數(九eq)進(jìn)行計算。

4  對于采用自由對流空氣冷卻的設備，好是將集成電路（或其他器件）按縱長(cháng)方式排列，或按橫長(cháng)方式排列。

5  同一塊印制板上的器件應盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區排列，發(fā)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）放在冷卻氣流的上流（入口處），發(fā)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）放在冷卻氣流下游。

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

7  對溫度比較敏感的器件好安置在溫度低的區域（如設備的底部），千萬(wàn)不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個(gè)器件好是在水平面上交錯布局。

8  設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動(dòng)，所以在設計時(shí)要研究空氣流動(dòng)路徑，合理配置器件或印制電路板?？諝饬鲃?dòng)時(shí)總是趨向于阻力小的地方流動(dòng)，所以在印制電路板上配置器件時(shí)，要避免在某個(gè)區域留有較大的空域。整機中多塊印制電路板的配置也應注意同樣的問(wèn)題。

9  避免PCB上熱點(diǎn)的集中，盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上，保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。往往設計過(guò)程中要達到嚴格的均勻分布是較為困難的，但一定要避免功率密度太高的區域，以免出現過(guò)熱點(diǎn)影響整個(gè)電路的正常工作。如果有條件的話(huà)，進(jìn)行印制電路的熱效能分析是很有必要的，如現在一些專(zhuān)業(yè)PCB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(yōu)化電路設計。

10  將功耗高和發(fā)熱大的器件布置在散熱佳位置附近。不要將發(fā)熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣，除非在它的附近安排有散熱裝置。在設計功率電阻時(shí)盡可能選擇大一些的器件，且在調整印制板布局時(shí)使之有足夠的散熱空間。

11  高熱耗散器件在與基板連接時(shí)應盡能減少它們之間的熱阻。為了更好地滿(mǎn)足熱特性要求，在芯片底面可使用一些熱導材料（如涂抹一層導熱硅膠），并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(xiàn)長(cháng)度；

（2）選擇高功耗器件時(shí)，應考慮引線(xiàn)材料的導熱性，如果可能的話(huà)，盡量選擇引線(xiàn)橫段面大；

（3）選擇管腳數較多的器件。

13器件的封裝選?。?br />
（1）在考慮熱設計時(shí)應注意器件的封裝說(shuō)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(gè)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(jìn)行填充。