通過PCB板本身散熱目前廣泛應(yīng)用的PCB板材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材。這些基材雖然具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能，但散熱性差，作為高發(fā)熱元件的散熱途徑，幾乎不能指望由PCB本身樹脂傳導(dǎo)熱量，而是從元件的表面向周圍空氣中散熱。但隨著電子產(chǎn)品已進(jìn)入到部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝時(shí)代，若只靠表面積十分小的元件表面來散熱是非常不夠的。同時(shí)由于QFP、BGA等表面安裝元件的大量使用，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板，因此，解決散熱的最好方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通過PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。熱敏感器件放置在冷風(fēng)區(qū)。

溫度檢測器件放置在最熱的位置。同一塊印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上流(入口處)，發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。在水平方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印制板上方布置，以便減少這些器件工作時(shí)對其他器件溫度的影響。設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要研究空氣流動路徑，合理配置器件或印制電路板。

空氣流動時(shí)總是趨向于阻力小的地方流動，所以在印制電路板上配置器件時(shí)，要避免在某個(gè)區(qū)域留有較大的空域。整機(jī)中多塊印制電路板的配置也應(yīng)注意同樣的問題。對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設(shè)備的底部)，千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個(gè)器件最好是在水平面上交錯(cuò)布局。將功耗最高和發(fā)熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。不要將發(fā)熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣，除非在它的附近安排有散熱裝置。

在設(shè)計(jì)功率電阻時(shí)盡可能選擇大一些的器件，且在調(diào)整印制板布局時(shí)使之有足夠的散熱空間。高發(fā)熱器件加散熱器、導(dǎo)熱板當(dāng)PCB中有少數(shù)器件發(fā)熱量較大時(shí)(少于3個(gè))時(shí)，可在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁?，?dāng)溫度還不能降下來時(shí)，可采用帶風(fēng)扇的散熱器，以增強(qiáng)散熱效果。當(dāng)發(fā)熱器件量較多時(shí)(多于3個(gè))，可采用大的散熱罩(板)，它是按PCB板上發(fā)熱器件的位置和高低而定制的專用散熱器或是在一個(gè)大的平板散熱器上摳出不同的元件高低位置。將散熱罩整體扣在元件面上，與每個(gè)元件接觸而散熱。但由于元器件裝焊時(shí)高低一致性差，散熱效果并不好。通常在元器件面上加柔軟的熱相變導(dǎo)熱墊來改善散熱效果

隨著電子設(shè)備性能的不斷提升，散熱問題成為了設(shè)計(jì)中不可忽視的一環(huán)。散熱不良不僅會導(dǎo)致設(shè)備性能下降，還可能縮短設(shè)備的使用壽命。以下是十種提高PCB散熱效率的策略。在布置元器件時(shí)，應(yīng)將除溫度檢測器件以外的溫度敏感器件放在靠近進(jìn)風(fēng)口的位置，并位于功率大、發(fā)熱量大的元器件的風(fēng)道上游，盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件，以避免輻射的影響。同時(shí)，將本身發(fā)熱而又耐熱的器件放在靠近出風(fēng)口的位置或頂部，如果不能承受較高溫度，也應(yīng)放在進(jìn)風(fēng)口附近，并盡量與其他發(fā)熱器件和熱敏器件在空氣上升方向上錯(cuò)開位置。大功率的元器件應(yīng)盡量分散布局，避免熱源集中，不同大小尺寸的元器件盡量均勻排列，使風(fēng)阻均布，風(fēng)量分布均勻。

盡管傳統(tǒng)的PCB板材如覆銅環(huán)氧玻璃布基材在電氣性能上表現(xiàn)出色，但其散熱能力有限。為了應(yīng)對高功率密度的挑戰(zhàn)，現(xiàn)代PCB設(shè)計(jì)需要考慮板材的熱傳導(dǎo)性能。通過優(yōu)化板材選擇和布局，可以顯著提高散熱效率。對于高功率器件，單純的PCB散熱可能不足以滿足需求。這時(shí)，可以采用散熱器或?qū)岚鍋磔o助散熱。對于多個(gè)發(fā)熱器件，可以考慮定制散熱罩或平板散熱器，并使用熱相變導(dǎo)熱墊來提高接觸效率。

因此，有效管理電路板的散熱至關(guān)重要。PCB的散熱起著至關(guān)重要的作用，所以讓我們討論一些PCB散熱技術(shù)。廣泛使用的散熱PCB材料包括覆銅環(huán)氧玻璃布基板或酚醛樹脂玻璃布基板，少數(shù)還使用紙基銅包板。雖然這些基板具有優(yōu)異的電氣和加工性能，但它們的散熱性很差。作為高發(fā)熱元件的冷卻方式，幾乎不可能依靠PCB樹脂本身的熱傳導(dǎo)，而是將熱量從元件表面散發(fā)到周圍的空氣中。但隨著電子產(chǎn)品進(jìn)入元器件小型化、高密度組裝、高發(fā)熱時(shí)代，僅僅依靠元器件的小表面積進(jìn)行散熱是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。同時(shí)，由于QFP和BGA等表面貼裝元件的廣泛使用，電子元件產(chǎn)生的熱量被廣泛傳遞到PCB上。因此，解決散熱問題的最有效方法是增強(qiáng)PCB與發(fā)熱元件直接接觸的固有散熱能力，從而允許熱量通過PCB傳導(dǎo)或散發(fā)。

在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，應(yīng)根據(jù)器件的發(fā)熱量和耐熱性進(jìn)行分區(qū)排列。將耐熱性差的器件放置在冷卻氣流的上游，而將耐熱性好的器件放置在下游，以實(shí)現(xiàn)更有效的熱管理。合理的走線設(shè)計(jì)對于散熱同樣重要。通過增加銅箔線路和導(dǎo)熱孔，可以提高PCB的熱傳導(dǎo)效率。同時(shí)，計(jì)算PCB的等效導(dǎo)熱系數(shù)，有助于評估和優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)。在PCB布局中，大功率器件應(yīng)盡可能靠近邊緣布置，以縮短熱傳導(dǎo)路徑。在垂直方向上，應(yīng)將這些器件布置在上方，以減少對其他器件的影響。空氣流動是PCB散熱的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮空氣流動路徑，合理配置器件，避免在某些區(qū)域形成較大的空域，以促進(jìn)空氣流動。對于溫度敏感的器件，應(yīng)將其安置在溫度較低的區(qū)域，避免直接放置在發(fā)熱器件的上方，并在水平面上進(jìn)行交錯(cuò)布局。

將功耗高和發(fā)熱大的器件布置在散熱條件最佳的位置附近，避免將它們放置在PCB的角落和邊緣，除非有額外的散熱裝置。在PCB設(shè)計(jì)中，應(yīng)避免功率密度過高的區(qū)域，以防止熱點(diǎn)的形成。通過均勻分布功率，可以保持PCB表面溫度的均勻性。除了傳統(tǒng)的散熱方法，還可以探索如熱管、相變材料、微通道冷卻等創(chuàng)新散熱技術(shù)，以適應(yīng)不斷增長的散熱需求。

在設(shè)計(jì)過程中，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的均勻分布通常具有挑戰(zhàn)性，但必須避免功率密度過高的區(qū)域。采取這種預(yù)防措施是為了防止出現(xiàn)可能對電路正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響的熱點(diǎn)。如果條件允許，對印刷電路進(jìn)行熱能分析是必不可少的。如今，在一些專業(yè)的PCB設(shè)計(jì)軟件中加入熱能指數(shù)分析軟件模塊，可以幫助設(shè)計(jì)工程師優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。

在現(xiàn)代高科技領(lǐng)域，PCB熱管理技術(shù)的重要性日益凸顯。正如偉大的建筑師在設(shè)計(jì)摩天大樓時(shí)必須考慮摩天大樓的穩(wěn)定性一樣，電子工程師在設(shè)計(jì)電路板時(shí)也必須關(guān)注熱量的流動和分散。通過適當(dāng)?shù)牟季郑x擇合適的散熱材料，充分利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具，我們可以在電子設(shè)備內(nèi)部創(chuàng)建一個(gè)完美的“溫控系統(tǒng)”，讓每個(gè)組件在合適的溫度下高效運(yùn)行，散發(fā)出耀眼的光彩。