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PCB設(shè)計(jì)如何做好散熱設(shè)計(jì)?

時(shí)間:2021-04-22預(yù)覽:0

一、PCB設(shè)計(jì)如何做好散熱設(shè)計(jì)的重要性

MID或VR設(shè)備屬于電子設(shè)備,在工作期間所消耗的電能,除了有用功外,大部分轉(zhuǎn)化成熱量散發(fā)。電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量使內(nèi)部溫度迅速上升,如果不及時(shí)將改熱量散發(fā),設(shè)備會繼續(xù)升溫,器件就會應(yīng)為溫度過熱失效,導(dǎo)致改產(chǎn)品的可靠性下降。在電子設(shè)計(jì)的源端需要我們充分考慮到散熱,對散熱設(shè)計(jì)的PCB設(shè)計(jì)規(guī)劃顯得尤其重要。
 

二、引起PCB板發(fā)熱的因素

引起PCB板溫升的直接原因是由于電路功耗器件的存在,一般有以下幾種因素引起:
1. 器件選型不合理電,氣功耗過大;
2. 未安裝散熱片,導(dǎo)致熱傳導(dǎo)異常;
3. PCB局部不合理,造成局部或全局溫升;
4. PCB設(shè)計(jì)布線散熱設(shè)計(jì)不合理,造成熱集中。

 

三、熱設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)規(guī)劃

針對常見散熱因素,我們在PCB設(shè)計(jì)規(guī)劃熱設(shè)計(jì)的時(shí)候,就此因素提出一些常見的解決方案:
1、器件選型
在選型的時(shí)候,能實(shí)現(xiàn)相同功能的前提下優(yōu)先選擇功耗低的器件,當(dāng)然這也是從成本上的一些考慮。
 
2、器件布局
在布局之前我們應(yīng)該先從原理圖里面到散熱的模塊,比如常見散熱比較大的PMU模塊,DCDC模塊及一些單元主控芯片,如圖1所示。在布局的時(shí)候我們一般把這些散熱大的模塊部分分塊放置,并隔非散熱嚴(yán)重的模塊3-5mm的間距。

 
PCB散熱布局的分布
圖1 PCB散熱布局的分布
 
同時(shí)條件準(zhǔn)許的情況下,對散熱的嚴(yán)重的主控芯片可以添加散熱片進(jìn)行散熱處理,如圖2所示。
 
增加散熱片來加強(qiáng)散熱方式
 
圖2 增加散熱片來加強(qiáng)散熱方式
 
3、PCB布線的散熱的處理
PCB良好的敷銅布線也是加強(qiáng)散熱的一個(gè)重要途徑:
1)在芯片的散熱焊盤上添加開窗過孔,如圖3所示,可以讓芯片散的熱通過散熱焊盤上的過孔導(dǎo)入大面積的同面分散熱量的集中達(dá)到散熱的目的。
 
散熱焊盤上添加開窗過孔
 
圖3 散熱焊盤上添加開窗過孔
 
2)在散熱焊盤上打孔的基礎(chǔ)上我們再盡可能的加大其散熱面積,可以在正面和背面的阻抗層同時(shí)添加開窗漏銅,并同時(shí)添加散熱開窗過孔。如圖4

 
正面背面加開窗漏銅增加散熱面積
圖4 正面背面加開窗漏銅增加散熱面積
 
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(tǒng)中這些因素是互相關(guān)聯(lián)和依賴的,大多數(shù)因素應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來分析,只有針對某一具體實(shí)際情況才能比較正確地解決問題,降低溫升。


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