【技术分享】PCB布局中的热设计考量

2019-05-16 16:29:02 来源:muRata
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工程师布局要综合考虑,例如:有的器件发热量较大,旁边就不能放置一些对对温度敏感的器件。这些都是要在布局前注意的,不然改版麻烦,徒增烦恼,好的布局能减少30%的工作量甚至更多,下面列举了一些热设计的基本原则,希望大家都能少改版,少加班。
 
1. 温度敏感的元器件(电解电容等)应该尽量远离热源。
 
对于温度高于30℃的热源,一般要求:
 
在风冷条件下,敏感元器件离热源距离不小于2.5毫米;
 
在自然冷条件下,离热源距离不小于4毫米。
 
2. 风扇不同大小的进风口和楚风口将引起气流阻力的很大变化(风扇的入口越大越好)。
 
3. 对于可能存在散热问题的元器件和集成电路芯片等来说,应尽量保留足够的放置改善方案的空间,目的是为了放置金属散热片和风扇等。
 
4. 对于能够产生高热量的元器件和集成电路芯片等来说,应把它们放在出风口或者利于对流的位置。
 
5. 对于散热通风设计中的大开孔来说,一般可以采用大的长条孔来代替小圆孔或者网格,降低通风阻力和噪声。
 
6. 在进行PCB的布局过程中,各个元器件之间、集成电路芯片之间或者元器件与芯片之间应该尽可能地保留空间,目的是利于通风和散热。
 
7. 对于发热量大的集成电路芯片来说,一般尽量将他们放置在主机板上,目的是为了避免底壳过热。如果将他们放置在主机板下,那么需要在芯片与底壳之间保留一定的空间,这样可以充分利用气体流动散热或者放置改善方案的空间。
 
8. 对于PCB中的较高元器件来说,设计人员应该考虑将他们放置在通风口,但是一定要注意不要阻挡风路。
 
9. 为了保证PCB中的透锡良好,对于大面积铜箔上的元器件焊盘,要求采用隔热带与焊盘相连;而对于需要通过5A以上大电流的焊盘,不能采用隔热焊盘。
 
10. 为了避免元器件回流焊接后出现偏位或者“立碑”等现象,对于0805或者0805以下封装的元器件两端,焊盘应该保证散热对称性,焊盘与印制导线的连接部分的宽度一般不应该超过0.3mm。
 
11. 对于PCB中热量较大的元器件或者集成电路芯片以及散热元件等,应尽量将它们靠近PCB的边缘,以降低热阻。
 
12. 在规则容许之下,风扇等散热部件与需要进行散热的元器件之间的接触压力应尽可能大,同时确认两个接触面之间完全接触。
 
13. 风扇入风口的形状和大小以及舌部和渐开线的设计一定要仔细,另外风扇入风口外应保留3~5mm之间没有任何阻碍。
 
14. 对于采用热管的散热解决方案来说,应尽量加大和热管接触的相应面积,以利于发热元器件和集成电路芯片等的热传导。
 
15. 空间的紊流一般会产生对电路性能产生重要影响的高频噪声,应避免其产生。
 
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