Layout問題與小知識

通過PCB佈局設計提升散熱性能的方法

PCB尺寸越做越小並加入更多元件,效能變得更高,長時間運作產生過多電熱,會影響電子產品運作的流暢度,因此散熱設計就顯得極為重要。主要熱能來源為高功率元件和大電流經過處。

增加銅箔面積

增加銅箔的厚度和面積可以降低熱阻,從而提升熱傳導效率,能夠更快地將高功率元件所產生的熱量散發到PCB的其他區域,減少局部的熱量聚集。

適當增加銅層的厚度,對於大功率電子設備尤其合適,這些設備通常會產生較多熱量,銅厚增加不僅能擴大散熱面積,還能大幅提升整體的散熱性能。

增加散熱過孔數量或者變大孔徑尺寸

將這些孔有效分佈在會產生高熱能的元件下方或者大銅箔上,可以有效地將熱能傳導到背面散熱。散熱通孔的數量及尺寸,取決於應用的情況、晶片封裝的功耗大小以及電導率要求。

建議使用0.3~0.4mm的孔徑,更能有效降低熱阻,孔徑若設定太大,回流焊會發生焊料爬錫的問題。

增加散熱過孔數量或者變大孔徑尺寸 1
增加散熱過孔數量或者變大孔徑尺寸 2

根據元件的發熱量和散熱需求來分區排列

在同一塊印制板上,元件應盡可能根據其發熱量大小和散熱需求進行區域劃分。

高發熱元件:

CPU、GPU 、IC 、電源元件、LED,應置於冷卻氣流下游,或置於電路板的中間,通常能夠均勻分佈熱量,避免局部過熱,並且能有效將熱量散發到周圍區域,減少高溫集中在某一個區域對其他元件的影響,或安裝專門的散熱裝置,以防止局部過熱影響整體產品的性能。

耐熱低元件:

電解電容、小規模積體電路,應置於冷卻氣流上游。

大功率元件:

功率晶體管、功率二極管、變壓器,靠近板邊擺放,縮短傳導路徑,減少對其他元件的影響。

增加散熱過孔數量或者變大孔徑尺寸 3
增加散熱過孔數量或者變大孔徑尺寸 4