PCB在组装过程中要注意的散热管理问题

您的电路板设计也需要为热量做好准备，但是在电源组件上弄一些铜色只是不会减少热量。未准备好承受制造和常规操作热度的PCB将存在很多问题。我们将研究PCB热管理中的一些问题，以及如何设计能够在热量中蓬勃发展而不会枯萎的电路板。

最佳性能的PCB热管理设计注意事项

工作电路板上有很多电活动，所有这些活动都会产生一些热量。尽管在板的正常运行中会产生热量，但是过多的热量会导致组件中介电材料的击穿，最终导致其故障。为避免这种情况，以下是一些PCB设计技术，可帮助控制电路板产生的热量：

l 组件放置：大电流流过的组件（例如电源组件或微控制器）应放置在设计中心。与将热量放置在容易积聚的边缘相反，这将允许热量通过板扩散出去。您还应该将热的组件彼此隔开，并放置它们以利用气流进行冷却。另外，请记住将敏感组件与产生更多热量的组件放置一定距离。

l 痕迹：在板上使用更多的金属（铜）也将有助于散热。这可以通过增加构建电路板的铜的重量（深度）以及走线的宽度来实现。这可能会增加板的厚度，这对于大电流运行的设备也很有帮助。

l 导热垫：可以使用导热垫和过孔中的镀通孔将热量传导通过电路板。这些孔将有助于将热量散布到板上，而不是让热量保留在热设备周围。

l 电路板结构：印刷电路板本身最终充当散热器，电路板越厚，吸收的热能就越多。而且，尽管标准FR-4板材料可以处理大量热量，但可能有必要研究其他板材料（例如聚酰亚胺或金属芯）中是否有过多的热量。

l 冷却设备：最后，有许多外部冷却设备可用于印刷电路板上的热管理。这些包括热组件下方的导热膏，散热器和冷却风扇。

通过仔细使用上述方法中的某些或全部，PCB设计人员可以更好地管理其板卡正常运行所产生的热量。但是还有另一种热量会给电路板带来问题，PCB设计人员也必须注意这些问题。

在制造过程中管理PCB热的设计技术

制造电路板时，它将承受大量的热应力。PCB制造需要热量和压力才能将这些层层压在一起，而焊接过程会在组装过程中加热板。波峰焊将通过熔化的焊料波使电路板底部的裸露组件引线走线，并且焊料回流需要将整个电路板在烤箱中烘烤。以下是与电路板制造相关的一些热问题：

l 弯曲和扭曲：如果整个电路板不同层的金属覆盖率不一致，则可能在制造过程中导致电路板弯曲或扭曲。例如，如果六层板的前三层的金属百分比高于下三层的金属百分比，则该板将失去平衡。由于在制造过程中施加了较高的热量和压力，这种不平衡会导致电路板翘曲。

l 不良的焊点：发生这种情况的原因是，在波峰焊过程中，待焊接引脚周围的金属表现为散热器，并吸收了连接处的热量。结果，焊料不能正确熔化，留下冷的和不可靠的焊点。在这种情况下，解决方案是使用散热垫将热量集中在焊点上。

l 逻辑下降：在这种情况下，小型表面安装组件的两个引脚之间的热不平衡会导致该部件在回流焊期间像立碑一样垂直竖立。当其中一个引脚连接到大面积的金属（充当散热器）时，就会发生热不平衡。这样可以使另一个引脚上的焊料融化得更快，从而将零件推上去。为避免这种情况，PCB设计人员在将引脚连接到较大面积的金属时应使用散热型连接。

即使采用了精心的设计实践，仍然有些组件在电路板组装期间比其他组件更容易受到热问题的影响。幸运的是，您的合同制造商可以采取一些步骤来保护这些组件。这些包括焊接和改进焊接过程中的防护罩。除此之外，您的PCB CM还可以帮助您进行热管理的其他领域。

PCB合同制造商如何在板上进行热管理帮助您

通常，PCB热问题与电源有关，PCB合同制造商通常会检查电路板上的物料清单（BOM），以了解具有高电源要求的组件。这通常会引发一系列以下问题，以确保您的设计足以应对运行期间产生的热量：

l 布局是否支持预期的电流和功率要求？

l 有冷却空气的首选气流方向吗？

l 您是否期望将来的任何组件更改可能会改变现在应该考虑的气流？

l 是否有任何敏感组件会因过于靠近大功率和高温组件而受到影响？