芯耀
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在高性能电子设备日益小型化、高集成化的今天，如何通过PCB设计有效改善散热问题，已成为工程师必须掌握的重要技能。本文通过多张实战图例，手把手带你掌握PCB散热设计的关键点。
一、为什么PCB散热设计这么重要？
现代电子设备在运行时都会产生热量。若不能及时、有效地散出热量，就会导致器件过热，轻则影响性能，重则造成损坏。
图1：电子设备如果不能及时散热，可能导致器件失效
二、加散热铜箔+大面积电源/地铺铜
一种简单有效的散热方式，是在PCB上铺设大面积的电源或地层铜箔。这可以迅速将热量扩散，降低热点温度。
图2-3：铺铜面积越大，器件结温越低
更直观地看如下仿真结果：
图4：仿真数据显示，覆铜面积越大，热扩散效果越好
三、使用热过孔——提升立体散热效率
热过孔是连接上下铜层的重要通道，可以把芯片下方的热量引导到底层再散出。
仿真数据表明：
采用6x6热过孔阵列，比无过孔时降低约 4.8°C
上下表面温差从 21°C 降至 5°C
但若阵列缩小为4x4，结温将升高 2.2°C
图5：合理设计热过孔阵列能有效降低局部热点温度
四、IC背面露铜，减少热阻
将芯片底部铜皮裸露，可以减少铜皮与空气之间的热阻，形成更高效的热通道。
图6：裸铜设计帮助芯片快速散热
五、科学合理的PCB器件布局
合理的布局，是实现良好散热的关键。以下几点建议值得工程师参考：
图7：热敏和高发热器件应分区合理布置
实用建议清单：
热敏感器件放在冷风入口区
温度检测元件放在最热点
大功率器件尽量靠近PCB边缘/上方
整板器件按发热等级合理分区
留意空气流动路径，避免形成热堆积
发热元件避免靠近角落，除非有专用散热装置
六、器件间距也影响散热！
合适的元器件间距可提升空气对流效率，避免“热岛效应”。
图8：合理器件间距有利于散热和可制造性
总结：PCB散热的黄金策略
多铺铜，尤其是地层和电源层
加热过孔形成三维热通道
采用芯片底部露铜设计
器件合理布局，顺应风流方向
留意器件间距，防止热堆积
别忘了：热设计不是最后一步，而应贯穿于整个PCB设计流程中！
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