PCB在組裝過(guò)程中要注意的散熱管理問(wèn)題

您的電路板設(shè)計(jì)也需要為熱量做好準(zhǔn)備，但是在電源組件上弄一些銅色只是不會(huì)減少熱量。未準(zhǔn)備好承受制造和常規(guī)操作熱度的PCB將存在很多問(wèn)題。我們將研究PCB熱管理中的一些問(wèn)題，以及如何設(shè)計(jì)能夠在熱量中蓬勃發(fā)展而不會(huì)枯萎的電路板。

最佳性能的PCB熱管理設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

工作電路板上有很多電活動(dòng)，所有這些活動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生一些熱量。盡管在板的正常運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生熱量，但是過(guò)多的熱量會(huì)導(dǎo)致組件中介電材料的擊穿，最終導(dǎo)致其故障。為避免這種情況，以下是一些PCB設(shè)計(jì)技術(shù)，可幫助控制電路板產(chǎn)生的熱量：

l組件放置：大電流流過(guò)的組件（例如電源組件或微控制器）應(yīng)放置在設(shè)計(jì)中心。與將熱量放置在容易積聚的邊緣相反，這將允許熱量通過(guò)板擴(kuò)散出去。您還應(yīng)該將熱的組件彼此隔開(kāi)，并放置它們以利用氣流進(jìn)行冷卻。另外，請(qǐng)記住將敏感組件與產(chǎn)生更多熱量的組件放置一定距離。

l痕跡：在板上使用更多的金屬（銅）也將有助于散熱。這可以通過(guò)增加構(gòu)建電路板的銅的重量（深度）以及走線的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)。這可能會(huì)增加板的厚度，這對(duì)于大電流運(yùn)行的設(shè)備也很有幫助。

l導(dǎo)熱墊：可以使用導(dǎo)熱墊和過(guò)孔中的鍍通孔將熱量傳導(dǎo)通過(guò)電路板。這些孔將有助于將熱量散布到板上，而不是讓熱量保留在熱設(shè)備周圍。

l電路板結(jié)構(gòu)：印刷電路板本身最終充當(dāng)散熱器，電路板越厚，吸收的熱能就越多。而且，盡管標(biāo)準(zhǔn)FR-4板材料可以處理大量熱量，但可能有必要研究其他板材料（例如聚酰亞胺或金屬芯）中是否有過(guò)多的熱量。

l冷卻設(shè)備：最后，有許多外部冷卻設(shè)備可用于印刷電路板上的熱管理。這些包括熱組件下方的導(dǎo)熱膏，散熱器和冷卻風(fēng)扇。

通過(guò)仔細(xì)使用上述方法中的某些或全部，PCB設(shè)計(jì)人員可以更好地管理其板卡正常運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量。但是還有另一種熱量會(huì)給電路板帶來(lái)問(wèn)題，PCB設(shè)計(jì)人員也必須注意這些問(wèn)題。

在制造過(guò)程中管理PCB熱的設(shè)計(jì)技術(shù)

制造電路板時(shí)，它將承受大量的熱應(yīng)力。PCB制造需要熱量和壓力才能將這些層層壓在一起，而焊接過(guò)程會(huì)在組裝過(guò)程中加熱板。波峰焊將通過(guò)熔化的焊料波使電路板底部的裸露組件引線走線，并且焊料回流需要將整個(gè)電路板在烤箱中烘烤。以下是與電路板制造相關(guān)的一些熱問(wèn)題：

l彎曲和扭曲：如果整個(gè)電路板不同層的金屬覆蓋率不一致，則可能在制造過(guò)程中導(dǎo)致電路板彎曲或扭曲。例如，如果六層板的前三層的金屬百分比高于下三層的金屬百分比，則該板將失去平衡。由于在制造過(guò)程中施加了較高的熱量和壓力，這種不平衡會(huì)導(dǎo)致電路板翹曲。

l不良的焊點(diǎn)：發(fā)生這種情況的原因是，在波峰焊過(guò)程中，待焊接引腳周圍的金屬表現(xiàn)為散熱器，并吸收了連接處的熱量。結(jié)果，焊料不能正確熔化，留下冷的和不可靠的焊點(diǎn)。在這種情況下，解決方案是使用散熱墊將熱量集中在焊點(diǎn)上。

l邏輯下降：在這種情況下，小型表面安裝組件的兩個(gè)引腳之間的熱不平衡會(huì)導(dǎo)致該部件在回流焊期間像立碑一樣垂直豎立。當(dāng)其中一個(gè)引腳連接到大面積的金屬（充當(dāng)散熱器）時(shí)，就會(huì)發(fā)生熱不平衡。這樣可以使另一個(gè)引腳上的焊料融化得更快，從而將零件推上去。為避免這種情況，PCB設(shè)計(jì)人員在將引腳連接到較大面積的金屬時(shí)應(yīng)使用散熱型連接。

即使采用了精心的設(shè)計(jì)實(shí)踐，仍然有些組件在電路板組裝期間比其他組件更容易受到熱問(wèn)題的影響。幸運(yùn)的是，您的合同制造商可以采取一些步驟來(lái)保護(hù)這些組件。這些包括焊接和改進(jìn)焊接過(guò)程中的防護(hù)罩。除此之外，您的PCB CM還可以幫助您進(jìn)行熱管理的其他領(lǐng)域。

PCB合同制造商如何在板上進(jìn)行熱管理幫助您

通常，PCB熱問(wèn)題與電源有關(guān)，PCB合同制造商通常會(huì)檢查電路板上的物料清單（BOM），以了解具有高電源要求的組件。這通常會(huì)引發(fā)一系列以下問(wèn)題，以確保您的設(shè)計(jì)足以應(yīng)對(duì)運(yùn)行期間產(chǎn)生的熱量：

l布局是否支持預(yù)期的電流和功率要求？

l有冷卻空氣的首選氣流方向嗎？

l您是否期望將來(lái)的任何組件更改可能會(huì)改變現(xiàn)在應(yīng)該考慮的氣流？

l是否有任何敏感組件會(huì)因過(guò)于靠近大功率和高溫組件而受到影響？