浅谈PCB电路板的散热方式

我们用电子设备的时候常常会发现，持续使用一段时间后的电子设备都会产生一定的热量，从而使设备内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子设备的可靠性能就会下降。

因此，对电路板进行很好的散热处理是非常重要的。PCB电路板的散热是一个非常重要的环节，那么电路板如何散热的，下面我们一起来讨论下。

电路板散热方式

1、高发热器件加散热器、导热板

当PCB中有少数（少于3个）器件发热量较大时，可以在发热器件上加散热器或导热管，如果温度还是不能降下来，我们可以采用带风扇的散热器来增强散热效果。

当发热器件量较多（多于3个）时，可采用大的散热罩（板），它是按电路板上发热器件的位置和高低而定制的专用散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同的元件高低位置。将散热罩整体扣在元件面上，与每个元件接触而散热。但由于元器件装焊时高低不一致，散热效果并不好。通常在元器件面上加柔软的热相变导热垫来改善散热效果。

2、通过电路板本身散热

目前广泛应用的电路板基材是覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材，还有少量使用的纸基覆铜板材。

虽然这些基材具有优良的电气性能和加工性能，但散热性相对比较差，作为高发热元件的散热途径，几乎不能指望由PCB本身树脂传导热量，而是从元件的表面向周围空气中散热。

但随着电子产品已经越来越趋向于部件小型化、高密度安装、高发热化组装，如果只靠表面积十分小的元件表面来散热是远远不够的。

而且由于大量使用QFP、BGA等表面安装元件，元器件产生的热量大量地传给了电路板，因此，解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热能力，通过电路板传导或者是散发出去。

3、采用合理的走线设计实现散热功能

由于板材中的树脂导热性能差，而铜箔线路和孔是热的优良导体，因此提高铜箔剩余率和增加导热孔是散热的主要手段。

如果要评价一个PCB的散热能力，就要对由不同导热系数的各种材料构成的复合材料一一PCB用绝缘基板的等效导热系数（九eq）进行计算。

4.、对于采用自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其他器件）按纵长方式排列，或者按横长方式排列。

5、同一块印制线路板上的器件应尽可能的按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小的或耐热性差的器件（比如小信号晶体管、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。

6、在水平方向上，大功率器件尽量布置在靠近印制电路板的边沿，以便缩短传热的路径；在垂直方向上，大功率器件尽量布置在靠近印制电路板的上方，这样可以减少这些器件工作时影响到其他器件的温度。

7、最好把对温度比较敏感的器件安置在温度最低的区域（比如设备的底部），千万不要将其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。

8、设备内印制电路板的散热主要靠空气流动，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。

9、避免PCB电路板上热点的集中，尽可能地将功率均匀地分布在电路板上，保持PCB电路板表面温度性能的均匀和一致。往往设计过程中要达到严格的均匀分布是较为困难的，但一定要避免功率密度太高的区域，以防出现过热点影响到整个电路的正常工作。有条件的话，进行印制电路的热效能分析是很有必要的，如现在一些专业PCB设计软件中增加的热效能指标分析软件模块，就可以协助设计人员改进电路设计。

10、将功耗最高和发热最大的元器件布置在散热最佳位置附近。不要将发热较高的元器件放置在印制电路板的角落和四周边缘，除非是在它的附近安排有散热装置。在设计功率电阻时尽可能挑选大一些的元器件，且在调整印制电路板布局时使之有足够的散热空间。

11、高热耗散元器件在与基板连接时应尽能减少它们之间的热阻。为了更好地满足热特性要求，在芯片底面可使用一些热导材料（如涂抹一层导热硅胶），并保持一定的接触区域供元器件散热。

12、元器件与基板的连接：

（1）尽可能缩短元器件引线长度；

（2）挑选高功耗元器件时，应考虑到引线材料的导热性，若是有可能的话，尽可能挑选引线横段面最大；

（3）挑选管脚数较多的元器件。

13、元器件的封装选用：

（1）在考虑到热设计时应注意元器件的封装说明和它的热传导率；

（2）应考虑到在基板与元器件封装之间提供一个良好的热传导路径；

（3）在热传导路径上要避免有空气隔断，如果有这类情况可选用导热材料进行填充。

编辑：黄飞