本文討論PCB上高溫導(dǎo)致故障和電路板本身損壞的主要原因。

印刷電路板（PCB）上的過熱會導(dǎo)致設(shè)計不良，部件不正確材料選擇，錯誤的元件放置和低效的熱管理。

由此產(chǎn)生的高溫會對功能，元件和電路板本身產(chǎn)生負(fù)面影響。在許多應(yīng)用中，高溫的影響可以忽略不計，但在高性能設(shè)計中，它可能很重要。

因此，適當(dāng)?shù)臒峁芾硎?a target="_blank">電氣工程的一個重要方面。熱量管理的集成方法包括從組件級別到物理板系統(tǒng)和操作環(huán)境一直關(guān)注所有事項。

當(dāng)今電子電路中元件密度的增加可能導(dǎo)致熱問題。此外，PCB設(shè)計缺陷和無效的冷卻技術(shù)會導(dǎo)致不可接受的高溫。

在本文中，我們將了解電路板過熱的主要原因。

組件放置不正確

某些高功率設(shè)備需要具有適當(dāng)氣流的位置（自然或強制）來傳遞熱量。因此，這些應(yīng)放置在有通風(fēng)口或良好氣流的位置。

如果沒有適當(dāng)?shù)臍饬骱蜕幔琍CB將保持大部分熱量，這將導(dǎo)致溫度逐漸升高，導(dǎo)致電路性能不佳或損壞。另外，請記住，如果敏感元件放置在發(fā)出大量熱量的部件附近，它們會受到熱應(yīng)力。

帶散熱風(fēng)扇的散熱器。圖片由Fischer Elektronik提供

大功率元件如因為功率晶體管可以在PCB上產(chǎn)生熱點。但通過適當(dāng)?shù)纳岷妥匀换驈娭评鋮s，可以將溫度保持在安全范圍內(nèi)。

環(huán)境和外部熱因素

未考慮當(dāng)PCB用于極端溫度區(qū)域時，設(shè)計過程中目標(biāo)環(huán)境中的條件可能會使元件受到熱應(yīng)力。

制造商提供適用于特定溫度范圍的規(guī)格。例如，通常在20℃的溫度下引用電阻值。重要的是要記住，電阻器，電容器和半導(dǎo)體等元件的參數(shù)隨溫度而變化。

有關(guān)在給定溫度下計算電阻器實際電阻的信息，請參閱AAC教科書中的頁面。

此外，制造商通常會提供指定安全功率或電流的熱降額曲線。環(huán)境溫度或氣流等參數(shù)的變化。

電源模塊CSD87353Q5D的降容曲線，垂直安裝的PCB：圖像由德州儀器公司提供

錯誤的組件和材料選擇

未能在選擇元件時遵循推薦的指導(dǎo)原則可能會導(dǎo)致散熱問題研究數(shù)據(jù)表并考慮與功耗，熱阻，溫度限制和冷卻技術(shù)相關(guān)的所有相關(guān)信息非常重要。

另外，請確保選擇適合應(yīng)用的額定功率。 。一個容易犯的錯誤就是重復(fù)使用相同的電阻（可能因為相應(yīng)的元件已經(jīng)在你的CAD庫中），盡管某些應(yīng)用可能需要更高的額定功率。對電阻進(jìn)行快速功率計算，并確保額定值明顯高于最大預(yù)期功耗。

另一個重要問題是PCB介質(zhì)材料的選擇。印刷電路板本身必須能夠承受最壞情況的熱條件。

PCB設(shè)計和制造不良

布局和制造工藝不佳有助于PCB散熱問題。不正確的焊接可能會阻礙散熱，并且跡線寬度或銅面積不足會導(dǎo)致溫度升高問題。

有關(guān)推薦的CPB設(shè)計實踐的更多信息，請查看我們的其他一些資源：

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結(jié)論

為防止散熱問題，設(shè)計人員必須減少散熱，并在自然冷卻不足時使用額外的清除技術(shù)。制作熱優(yōu)化設(shè)計需要注意元件規(guī)格，PCB布局，PCB介電材料和環(huán)境條件。