如何实现板级电路热设计

PCB热设计目的是采取适当的措施和方法降低元器件的温度和PCB板的温度，使系统在合适的温度下正常工作。本文主要从减少发热元件的发热量及加快散热等方面探讨板级电路热设计及其实现方法。
1、减小发热量
PCB中热量的来源主要有三个方面：

• （1）电子元器件的发热；（发热量最大）
• （2）PCB本身的发热；
• （3）其他部分传来的热。
  

在这三个热源中，元器件的发热量最大，是主要热源，其次是PCB板产生的热，元器件的发热量是由其功耗决定的，因此在设计时首先应该选用功耗小的元器件，尽量减小发热量。
其次是元器件工作的设定，一般应选择在其额定的工作范围，再次范围内工作时性能佳，功耗小，寿命最长。
功放类器件本身发热量就大，设计时尽量避免满负荷工作。对于大功率器件应贯彻降额设计的原则，适当加大设计富裕度，这无论是对于加大系统稳定性、可靠性和降低发热量都有好处。 PCB板由于线路本身电阻发热，以及交流、高频激化生热。PCB是由铜导体和绝缘介质材料组成，一般热为绝缘介质材料不发热。铜导体图形由于铜本身存在电阻，当电流通过时就发热。
2、加快散热
在给定条件下，当板级电路中元器件温度上升到超过可靠性保证温度时，便要采取适当的散热对策，使其温度降低到可靠性工作范围内，这就是我们进行热设计的最终目的。
散热是PCB设计的主要内容。对于PCB来说，其散热无外乎三种基本类型：导热、对流、辐射。辐射式利用听过空间的电磁波运动将热量散发出去，其散热量较小，通常作为辅助散热手段。导热和对流式主要散热手段。我们常用的散热方式：

• ①   用散热器将热量从热源上倒出来，利用空气对流散发出去；
• ②   通过元器件优化排列改善散热。
• ③   选用导热行性能良好的板材：
  

通过元器件优化排列改善散热：按散热要求进行元件布置；交错分散排列：在布板设计进行元件布局时，应将发热元器件与一般器件及温度敏器件区分开，发热器件周围应留有足够的散热气体流动通道，发热元件应错开分散排列，这与通常布局时的整齐划一排列恰好相反，有利于改善散热效果。
选用导热行性能良好的板材：现今大量使用的环氧玻璃布类板材，其导热系数一股味0.2W/m℃。普通的电子电路由于发热量小，通常采用环氧玻璃布类基材制作，其产生的少热量一般通过走线热设计和元器件本身散发出去。随着元件小型化、高集成化、高频化，其热密度明显加大，特别是公里处器件的使用，为满足这种高散热要求后来开发出了一些新兴导热性板材。如金属基板，Rogers系列的材料。