高可靠PCB散熱設(shè)計(jì)有哪些特征？
來(lái)源：捷配
時(shí)間: 2025/12/24 16:08:30
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在高功率電子設(shè)備中，散熱問(wèn)題是影響 PCB 可靠性的關(guān)鍵因素。很多工程師會(huì)問(wèn)：高可靠 PCB 的散熱設(shè)計(jì)具備哪些特征？如何通過(guò)設(shè)計(jì)提高 PCB 的散熱性能？今天，我們就從散熱設(shè)計(jì)的角度，解析高可靠 PCB 的關(guān)鍵特征，結(jié)合捷配的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，分享工程師必學(xué)的散熱技巧。
高可靠 PCB 的基材選擇注重導(dǎo)熱性能。
普通 PCB 的基材導(dǎo)熱性能較差，而高可靠 PCB 會(huì)選擇導(dǎo)熱性能好的基材，比如金屬基 PCB（鋁基、銅基）、陶瓷基 PCB、高導(dǎo)熱 FR-4 等。金屬基 PCB 的導(dǎo)熱性能非常優(yōu)異，鋁基 PCB 的導(dǎo)熱系數(shù)一般在 1-20W/m?K，銅基 PCB 的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá) 200W/m?K 以上，適合高功率設(shè)備；陶瓷基 PCB 的導(dǎo)熱系數(shù)更高，可達(dá) 100-300W/m?K，適合超高功率設(shè)備；高導(dǎo)熱 FR-4 的導(dǎo)熱系數(shù)是普通 FR-4 的 2-3 倍，適合對(duì)導(dǎo)熱性能有一定要求的設(shè)備。捷配支持多種高導(dǎo)熱基材的生產(chǎn)，能根據(jù)客戶(hù)的功率要求推薦合適的基材。
高可靠 PCB 的銅箔設(shè)計(jì)注重散熱效率。
銅箔是 PCB 的主要導(dǎo)熱載體，高可靠 PCB 會(huì)采用以下銅箔設(shè)計(jì)提高散熱效率：一是厚銅箔設(shè)計(jì)，采用 2oz、3oz 甚至更厚的銅箔，厚銅箔不僅能承載更大的電流，還能提高導(dǎo)熱性能；二是大面積覆銅設(shè)計(jì)，在電路板的頂層和底層進(jìn)行大面積覆銅，覆銅能快速傳導(dǎo)熱量，同時(shí)還能提高電路板的機(jī)械強(qiáng)度；三是網(wǎng)格覆銅設(shè)計(jì)，在高密度電路板中，網(wǎng)格覆銅能在不影響信號(hào)傳輸?shù)那疤嵯?，提高散熱性能。比如在電源板中，大面積厚銅箔覆銅能快速傳導(dǎo)功率器件產(chǎn)生的熱量，避免局部過(guò)熱。捷配的工程師會(huì)根據(jù)客戶(hù)的電路設(shè)計(jì)，提供專(zhuān)業(yè)的銅箔設(shè)計(jì)建議。
高可靠 PCB 的焊盤(pán)設(shè)計(jì)注重散熱性能。
功率器件的焊盤(pán)是熱量傳導(dǎo)的關(guān)鍵部位，高可靠 PCB 會(huì)采用以下焊盤(pán)設(shè)計(jì)提高散熱性能：一是散熱焊盤(pán)設(shè)計(jì)，在功率器件的焊盤(pán)下方設(shè)置大面積的散熱焊盤(pán)，散熱焊盤(pán)通過(guò)過(guò)孔與底層覆銅連接，能快速將熱量傳導(dǎo)到底層；二是熱焊盤(pán)設(shè)計(jì)，在焊盤(pán)上設(shè)置多個(gè)熱過(guò)孔，熱過(guò)孔能提高焊盤(pán)與覆銅之間的導(dǎo)熱效率；三是焊盤(pán)開(kāi)窗設(shè)計(jì)，適當(dāng)增大焊盤(pán)的開(kāi)窗面積，提高焊接時(shí)的散熱效率，避免虛焊。比如在 MOS 管、三極管等功率器件的焊盤(pán)設(shè)計(jì)中，散熱焊盤(pán)和熱過(guò)孔的結(jié)合能有效提高散熱性能。捷配的工程師會(huì)為客戶(hù)提供免費(fèi)的焊盤(pán)設(shè)計(jì)優(yōu)化建議，提高電路板的散熱性能。
高可靠 PCB 的過(guò)孔設(shè)計(jì)注重散熱傳導(dǎo)。
過(guò)孔不僅能連接不同層的線路，還能傳導(dǎo)熱量。高可靠 PCB 會(huì)采用以下過(guò)孔設(shè)計(jì)提高散熱性能：一是熱過(guò)孔設(shè)計(jì)，在功率器件周?chē)蜕岷副P(pán)上設(shè)置多個(gè)熱過(guò)孔，熱過(guò)孔的孔徑較大，孔壁鍍銅較厚，能快速傳導(dǎo)熱量；二是過(guò)孔陣列設(shè)計(jì)，在大面積覆銅區(qū)域設(shè)置過(guò)孔陣列，過(guò)孔陣列能提高不同層之間的導(dǎo)熱效率；三是金屬化過(guò)孔設(shè)計(jì)，確保過(guò)孔的孔壁鍍銅均勻、結(jié)合力強(qiáng)，避免因過(guò)孔導(dǎo)熱不良導(dǎo)致的局部過(guò)熱。捷配在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)嚴(yán)格控制過(guò)孔的孔徑、孔壁粗糙度和鍍層厚度，確保過(guò)孔的散熱性能。
高可靠 PCB 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注重散熱空間。
高可靠 PCB 會(huì)采用以下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高散熱性能：一是加厚基材設(shè)計(jì)，采用 2.0mm、3.0mm 厚的基材，加厚基材能提高電路板的剛性，同時(shí)為散熱提供更多的空間；二是散熱槽設(shè)計(jì)，在電路板上設(shè)置散熱槽，散熱槽能增加電路板的散熱面積，提高散熱效率；三是金屬支架設(shè)計(jì)，在電路板上安裝金屬支架，金屬支架能快速傳導(dǎo)熱量，同時(shí)還能提高電路板的機(jī)械強(qiáng)度。比如在工業(yè)控制設(shè)備中，金屬支架和散熱槽的結(jié)合能有效提高電路板的散熱性能。捷配的工程師會(huì)根據(jù)客戶(hù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)，提供專(zhuān)業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議。
高可靠 PCB 的散熱技巧注重綜合優(yōu)化。
除了以上設(shè)計(jì)特征，工程師還可以采用以下散熱技巧提高 PCB 的散熱性能：一是選擇散熱性能好的元器件，比如采用貼片式元器件代替插件式元器件，貼片式元器件的散熱性能更好；二是采用三防涂覆工藝，選擇導(dǎo)熱性能好的三防漆，既能提高電路板的耐腐蝕性，又能提高散熱性能；三是配合散熱片和風(fēng)扇使用，在功率器件上安裝散熱片，在設(shè)備內(nèi)部安裝風(fēng)扇，能進(jìn)一步提高散熱效率。捷配支持三防涂覆服務(wù)，能為客戶(hù)推薦合適的三防漆，同時(shí)提供與散熱片配合的 PCB 設(shè)計(jì)建議。
高可靠 PCB 的散熱設(shè)計(jì)特征體現(xiàn)在基材、銅箔、焊盤(pán)、過(guò)孔、結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面。工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)設(shè)備的功率要求和散熱需求，綜合考慮這些特征，采用合適的散熱技巧。捷配作為專(zhuān)業(yè)的 PCB 制造商，能為工程師提供高質(zhì)量的高可靠 PCB 產(chǎn)品和專(zhuān)業(yè)的散熱設(shè)計(jì)支持，幫助工程師們解決散熱問(wèn)題。
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