PCB防火設(shè)計不止靠材料!這幾個設(shè)計技巧能大幅提升安全性
來源:捷配
時間: 2026/01/08 09:45:16
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我選了最好的阻燃基材,為什么 PCB 還是會起火?” 其實答案很簡單:PCB 防火是 “材料 + 設(shè)計” 的雙重保障,只靠材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。今天咱們就聊聊 PCB 設(shè)計中,那些能大幅提升防火安全性的關(guān)鍵技巧。

問 1:PCB 布局布線中,哪些設(shè)計會影響防火安全性?
很多工程師在設(shè)計 PCB 時,只關(guān)注信號傳輸和功能實現(xiàn),卻忽略了布局布線對防火的影響。這幾個關(guān)鍵點一定要注意:
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大功率器件的散熱設(shè)計這是最容易被忽略的防火隱患!比如電源模塊的 MOS 管、變壓器、電阻等大功率器件,工作時會產(chǎn)生大量熱量,如果散熱不好,溫度會持續(xù)升高,超過基材的耐熱性,就算是 V-0 級基材,也會被 “烤焦” 起火。設(shè)計技巧:① 大功率器件要分散布局,避免集中發(fā)熱形成 “高溫區(qū)”;② 給 MOS 管、整流橋等器件加裝散熱片,或者在 PCB 上設(shè)計散熱敷銅,增大散熱面積;③ 器件之間預(yù)留足夠的間距(至少 2mm 以上),防止熱量傳導(dǎo)。
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高壓線路與低壓線路的隔離高壓線路(比如 AC220V 輸入、DC400V 電池線路)和低壓線路(比如 3.3V、5V 控制線路)如果靠得太近,容易發(fā)生爬電或擊穿,引發(fā)短路起火。設(shè)計技巧:① 高壓區(qū)和低壓區(qū)要物理隔離,中間預(yù)留至少 5mm 的 “隔離帶”,隔離帶內(nèi)不要走線、不要放器件;② 高壓線路要加粗線寬(比如 2mm 以上),并在周圍設(shè)計接地敷銅,降低電場強度;③ 高壓線路的阻焊漆要加厚,避免露銅導(dǎo)致爬電。
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導(dǎo)線的載流量與線寬匹配很多工程師為了節(jié)省 PCB 空間,用很細(xì)的導(dǎo)線走大電流,這是非常危險的!導(dǎo)線的載流量和線寬直接相關(guān),線寬太細(xì),電流過大時會發(fā)熱,溫度升高引燃周邊材料。設(shè)計技巧:① 參考 PCB 線寬載流量表,比如 1oz 銅厚的 PCB,1mm 線寬的載流量約為 1A,2mm 線寬約為 2A,大電流線路(比如電源輸入、電池輸出)一定要加粗線寬;② 大電流線路盡量走表層,表層散熱比內(nèi)層好;③ 多根導(dǎo)線并聯(lián)走大電流,比單根細(xì)導(dǎo)線更安全。
問 2:PCB 的阻焊漆和絲印,對防火有幫助嗎?怎么選?
很多人覺得阻焊漆只是 “防氧化、美觀”,絲印只是 “標(biāo)注信息”,其實它們對防火也有重要作用:
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阻焊漆的防火作用阻焊漆覆蓋在 PCB 表面,能隔絕氧氣和濕氣,防止導(dǎo)線氧化短路。同時,優(yōu)質(zhì)的阻焊漆本身也有阻燃性(UL94 V-0 級),能進(jìn)一步阻止火焰蔓延。選擇技巧:① 選無鹵阻燃阻焊漆,避免燃燒釋放有毒氣體;② 阻焊漆的厚度要適中(一般 20-30μm),太厚會影響散熱,太薄則防護(hù)效果差;③ 高壓區(qū)和大功率器件周邊,阻焊漆要全覆蓋,不要留露銅區(qū)域。
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絲印的注意事項絲印油墨一般是有機(jī)材料,阻燃性較差,如果絲印覆蓋在大功率器件或高壓線路上,遇高溫容易燃燒,成為火災(zāi)的 “導(dǎo)火索”。設(shè)計技巧:① 絲印不要覆蓋在大功率器件的焊盤和散熱敷銅上,避免影響散熱;② 高壓區(qū)和防火關(guān)鍵區(qū)域,盡量不要印絲??;③ 選阻燃型絲印油墨,降低燃燒風(fēng)險。
問 3:PCB 的過孔和焊盤設(shè)計,有哪些防火要點?
過孔和焊盤是 PCB 的 “薄弱環(huán)節(jié)”,如果設(shè)計不當(dāng),容易引發(fā)局部過熱起火:
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過孔的設(shè)計大電流線路的過孔,如果孔徑太小、數(shù)量太少,會導(dǎo)致過孔電阻過大,發(fā)熱嚴(yán)重。設(shè)計技巧:① 大電流過孔要增大孔徑(比如 0.8mm 以上),并增加數(shù)量(比如 2-3 個并聯(lián));② 過孔要做金屬化處理,保證導(dǎo)電性能;③ 內(nèi)層過孔要開窗,方便散熱。
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焊盤的設(shè)計大功率器件的焊盤如果太小,焊接時容易虛焊,虛焊處的接觸電阻大,會產(chǎn)生局部高溫,引燃周邊材料。設(shè)計技巧:① 大功率器件的焊盤要增大面積,并設(shè)計散熱焊盤(比如方形焊盤,周圍加散熱孔);② 焊盤與導(dǎo)線的連接要平滑過渡,避免出現(xiàn)尖角,防止電場集中;③ 焊接時要保證焊錫飽滿,避免虛焊。
問 4:PCB 的接地設(shè)計,對防火安全有什么影響?
良好的接地設(shè)計,不僅能提高 PCB 的抗干擾能力,還能提升防火安全性:
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單點接地 vs 多點接地對于大功率 PCB(比如電源板),建議采用單點接地,避免不同回路的電流在接地線上疊加,導(dǎo)致接地線發(fā)熱。設(shè)計技巧:① 電源地、信號地、機(jī)殼地要分開設(shè)計,最后在單點匯接到一起;② 接地線要加粗,盡量走直線,減少電阻;③ 機(jī)殼地要與 PCB 的接地敷銅連接,增強散熱和防雷擊能力。
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接地敷銅的作用接地敷銅能增大 PCB 的散熱面積,降低局部溫度;同時,敷銅能吸收靜電,防止靜電放電引燃易燃材料。設(shè)計技巧:① PCB 表層和內(nèi)層盡量設(shè)計大面積接地敷銅;② 敷銅要與導(dǎo)線、焊盤良好連接;③ 敷銅上要開適量的散熱孔,方便空氣流通散熱。
PCB 防火設(shè)計是一個 “系統(tǒng)工程”,從布局布線、阻焊漆選擇,到過孔焊盤、接地設(shè)計,每一個環(huán)節(jié)都不能忽視。記?。?strong>好的防火設(shè)計,能讓阻燃材料的性能發(fā)揮到極致;反之,就算用最好的材料,也可能引發(fā)火災(zāi)。

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