在电源设计中,PCB散热设计直接影响设备可靠性,需通过热传导、对流和辐射的综合优化实现高效散热。以下为关键技巧:
1.布局优化
热源分布:高功耗器件(如MOSFET、电感)应集中布局于PCB边缘或专用散热区,远离热敏元件(如运算放大器)。
铜箔设计:功率器件下方铺设大面积铜箔(≥2mm²),并采用网格化设计增强机械强度。内层设置“热地”层,通过导热过孔(直径≥0.5mm,间距1-2mm)连接至底层散热区。
空气流动:自然对流设计中,器件按高度梯度排列,预留进气口与排气通道;强制风冷时,风扇位置需与热源对齐,避免涡流死区。
2.材料与工艺选择
基板材料:高频或大功率场景优先选用铝基板(热导率1-4W/m·K)或陶瓷基板(热导率20-30W/m·K),替代传统FR4(0.3W/m·K)。
表面处理:热沉区域采用ENIG(化学镍金)替代OSP,降低接触热阻;散热片接触面需平整度≤0.1mm,并涂覆导热硅脂(热阻≤0.1℃·cm²/W)。
3 辅助散热结构
散热片集成:功率器件顶部焊接散热片,厚度≥3mm,鳍片高度与间距匹配风道设计。
热管/均温板:在紧凑型设计中嵌入热管(热导率5000-10000W/m·K),将热量导向机箱外壳。
嵌入式散热:采用埋入式铜块(Copper Inlay)技术,直接接触器件热区并延伸至PCB边缘。
通过以上方法,可有效平衡功率密度与热可靠性,延长电源模块使用寿命,也可以在实物设计之前进行相应的热仿真,提高效率。