【大神开博客】那块着火的电路板：PCB设计之热管理

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定期发布工程师们关注的一些有趣话题，Altium原厂资深技术顾问执笔，官方发布，让我们互相知道对方是怎么想的好吗？

 

大神开博客

Jane Zhang

 

我记得第一次（也是唯一的一次）我的一个电路着火了。它从电阻开始噗的一声冒烟并迅速传播到附近的电容。幸运的是，破坏很小，大部分元件都可以挽救。也许你会问为什么会这样？是不是发生了短路？

随着电子产品继续小型化，随着更多功能被装入更小的设备，这些系统的散热需求也随之增加。在高电流下工作的PCB尤其如此。承载大电流的电路中功耗损失所产生的热量应梳离发热器件以对抗温升。大家都可能熟悉电脑处理器上使用的风扇和散热片。这些措施都可以从电路板转移热量，并与流通的空气交换热量。

 

采用更厚的铜用于大电流

使用更大量的铜就需要增加PCB上走线的宽度。 为了避免占用太大空间区域，导线也可以更深地嵌入放置在电路板中。比如放置导铜条。 这也有助于将热量散发到电路板本身和任何附近的散热孔中。 当然，这可能需要使用较厚的电路板，此种情况适用于大电流设备

 

使用散热孔和散热热片

发热器件周围的空气如果没有流动就不能有效地疏通并发散热量。 而使用散热孔可以将热量从电路板中的关键电子元件转移出去。 散热通孔是电路板顶层和底层之间的良好导热元件。 热量可以通过简单的传导转移到散热通孔，然后散热通孔可以将热量从关键电子元器件疏散开来。

 

高效率器件的布局

多个高功率元件应分散布局在整个电路板上，而不是集中在一个位置。 如果器件的外形尺寸能够允许的情况下，甚至可以将不同的元件分开布局到不同的PCB板。 在元件布局的时候要权衡再三，因为它一方面关系到整个电路板的功能实现，一方面考虑到散热和机械匹配，另外还要考虑到可能会对您的制造预算产生的影响。

 

采用更厚的板

当元器件在极端温度下运行时，其电气连接，元件和电路板本身的寿命都会相应缩短。计算机硬件行业已经用冷却风扇减少了这个问题的风险。但是当风扇不起作用时，大部分热量直接进入电路板和周围的元器件。这时如果电路板很薄，一切都会升温到很高的温度。

较厚的电路板在整体温度被升高时将会需要更多的热能。这样较厚的电路板有助于保持电路板顶部的温度较低。

 

要采用的最佳散热策略取决于许多因素。并非所有设计或外形因素都可以适应上述所有策略。例如，散热垫片不适用于双面印刷电路板。如果电路板上有大量元件，其中一些元件将不可避免地要被放置在电路板的边缘附近。

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