技术资讯 | PCB 热管理技术

PCB 热管理通常涉及设计和辅助器件的组合，如散热器，以处理过多的热量。

精心挑选、布局器件并测试热冲击弹性是改善 PCB 热管理的方法。

高功率密度电子器件特别难以进行热管理，因为它们会非常快地产生大量热量。

 

PCB 热管理
 

 

PCB 热管理是一组策略，设计人员可以使用这些策略来减少 PCB 在正常工作时产生的热量，并降低异常时产生大量热量的可能性。

 

PCB 热管理降低了系统正常工作期间物理损坏的几率，并可以提高通过电子器件传输的信号的完整性。通过 PCB 的功率越多，就越需要热管理来使其有效工作。无论多复杂，也无论其用途如何，每块 PCB 都应该具有有效的热管理。

 

PCB 热管理技术
 

 

PCB 热管理是一项复杂的工作，涉及对器件、材料、Layout、间距和电气干扰的分析。关于如何管理 PCB 中的热量，没有单一的答案，随着新型 PCB 的出现，新的热管理指南将是必要的。下文将探讨一些管理 PCB 热量的建议。

 

 

 

精心挑选和布局器件

电路板温度应始终尽可能低，许多因素都会影响温度的变化。器件的效率、导电引线的间距以及电路板基板中使用的材料都会产生不同的基准电路板温度。

 

设计人员可以通过精心布局器件、使用保形涂层和尽量减少热障来控制 PCB 中的热量流动。热障是电路板上容纳热量的区域，如孔和槽。这些热障可能很难通过间距或散热器等器件来缓解，当它们是负空间时更是如此。

 

热冲击弹性测试
 

如果 PCB 在很短的时间内加热到很高的温度，就会达到热冲击的状态。热冲击相当危险，因为这会中断电流或导致 PCB 完全失效。作为 PCB 热管理的一部分，设计人员应对热冲击弹性进行测试。当热冲击发生时，故障可能发生在电路板基板内或连接到电路板的器件内。

 

PCB 设计可以符合多种热冲击弹性国际标准。热冲击弹性也可能与耐热循环性叠加，耐热循环性保护 PCB 不因温度快速变化而失效。温度的快速变化会削弱器件焊接，导致保护涂层变形，或导致断裂。

 

为什么某些电子产品中的 

PCB 热管理尤为困难？
 

 

具有高功率密度的 PCB 中的发热难以控制。发生这种情况是因为有许多走线同时汲取功率，并且许多器件同时依赖于电流供应。高功率密度 PCB 不一定是不良设计；一些应用需要高功率密度来实现各种功能。在这些情况下，有效利用空间至关重要，因为任何串扰都会迅速导致热尖峰。

 

一些高功率密度 PCB 需要大型器件，这又增加了其热管理的复杂性。大型器件自然会产生更多热量，但也会减少 PCB 上用于散热的可用面积。在 PCB 上保持足够的散热面积是热管理的一个重要部分；将器件尽可能紧密地封装在一起并覆盖电路板，即使它们都符合 IPC 标准，也可能是有害的。

 

PCB 热管理是 PCB 设计的一个关键部分，影响 PCB 的物理功能和性能，因此每个设计人员都应予以关注。inspectAR 软件利用增强现实技术（AR）以交互性的方式评估并改进 PCB 热管理，轻松准确地实现 PCB 检查、调试、返工和组装。

 

 

上图显示了在inspectAR  软件中 对AR 叠层制造的探测，可有效避免过热问题。利用AR技术，工程师或制造技术人员可以在制造过程中的任何时候将单个器件、走线、子电路或整个电路板与设计规格进行比较，并随时查看技术手册、添加留言、注释。