在PCB设计的世界里,散热问题堪称重中之重。每一位工程师都需对其给予足够关注,并精通各种散热技巧。其中,散热孔便是一项实用且高效的方法。
散热孔,顾名思义,是通过穿透PCB板的孔洞来实现热量传导至板背面的散热方式。其设置需精准定位,应直接置于发热元件正下方或紧邻其旁,以确保最佳散热效果。
散热孔的设计原理在于,通过PCB板上的通孔结构,若是单层双面设计,则连接板面与背面的铜箔,从而增加散热面积与体积,有效降低热阻。对于多层PCB板,则可实现各层间或特定层的连接,核心目的如出一辙。散热孔的有效利用,关键在于其位置布局,需紧贴发热元件,如部件正下方等,以实现热量平衡与高效散热。
以背面散热片外露型封装HTSOP-J8为例,其散热孔的布局与尺寸设计需精细考量。为提高热导率,推荐采用小孔径、可电镀填充的通孔设计,内径约0.3mm。同时,需留意孔径过大可能导致的回流焊处理中的焊料爬越问题。散热孔以约1.2mm的间距布局于封装背面散热片正下方,如散热需求更高,还可在IC周边增设散热孔,尽量靠近IC以优化散热效果。
再来谈谈PCB热设计的几个关键要点:
1. 在元器件布局时,应将温度敏感器件置于进风口附近,远离大功率发热元件,以减少辐射影响;如无法避免,可利用热屏蔽板进行隔离。
2. 耐热且自身发热的器件,可置于出风口或顶部;若不耐热,则同样应置于进风口附近,并与其他发热或热敏器件错开位置。
3. 大功率元器件应分散布局,避免热源集中;同时,不同尺寸的元器件应均匀排列,以确保风量均匀分布。
4. 通风口应对准散热需求高的器件,确保散热效果。
5. 高器件应置于低矮器件之后,长方向沿风阻最小方向排列,以防风道受阻。
6. 散热器配置应有利于机柜内换热空气的流通,根据散热方式选择合适的散热器方向。
7. 避免在空气流通方向上纵向近距离排列多个散热器,应采用交错排列或散热翅片间隔错位的方式。
8. 散热器与同一电路板上的其他元器件应保持适当距离,通过热辐射计算确定,以避免不适宜的温升。
9. 充分利用PCB板进行散热,如大面积铺铜散热或利用过孔将热量导至PCB板平面层进行整体散热。
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