印制板组装件的自然冷却设计.doc

5印制板组装件的自然冷却设计 1.印制板印制导体尺寸的确定 印制板上导线的宽度要根据流入印制板电流的大小和允许温升范围，以及敷铜的厚 度来计算决定。另外，还应适当加宽卬制板地线的宽度，充分利用地线和汇流条进行散 热。进行高密度的布线时，应减小导体宽度和线间距，为了提高其散热能力，应适当增加 导体的厚度，尤其是多层板的内导体，更应如此。 FI前卬制板主要釆用的材料是环氧树脂玻璃板，其导热系数较低［o?26W/（m °C）21 导热性能差。为了提高其导热能力，亿宾微电子可采用散热印制扳;在普通印制板上敷设导 热系数 人的金属（铜、铝）条（或板）的导热条（板）卬制板；在普通卬制板屮央金属导热板的夹芯 印制板和在印制板上敷设扁平热管的热管印制板等。图5—17是普通环氧树脂玻璃按 与金加夹芯板的散热（温度分布）悄况的比较。由因町见，釆用金屑夹芯板后，其温度降 （b）普通印制板 （b）普通印制板 图5-17 PCB温度分布 2.卬制板上电子元器件的热安装技术 rh于安装在印制板匕的电了元器件的热量中，冇40% — 50%是依靠导热传走的。因 此，必须提供一条从元器件到印制板及机箱侧壁的低热阻热流路径。电子元器件与散热 印制板的安装形式如图5—18所示。 PCB ICi/铝板金属化孔:s：曲PCBL(a)铝板（b）焊点图 PCB IC i/ 铝板 金属化孔 :s：曲 PCBL (a) 铝板 （b） 焊点 图 5-18 印制板上元器件传导冷却方法 印制板上电子元器件热安装除了应满足上述元器件安装条件外，还应考虑下列儿项。 降低从元器件壳体至印制板的热阻，可用导热绝缘胶肓接将元器件粘到印制板或 导热条（板）上。ATMEL代理商在粘接时,应尽量减小元器件与印制板或导热条（或板）问的间 隙。 人功率元器件安装时，若要用绝缘片，应采用具有足够抗压能力和高绝缘强度及导 热性能好的绝缘片，如导热硅胶片。为了减小界面热阻，还应在界面涂一层薄的导热膏。 ⑨同一块卬制板上的电子元器件，应按其发热量大小及耐热程度分区排列，耐热性 差的电子元器件故在冷却气流的最上游（人口处），耐热性好的电子元器件放在最下游（出 口处）。 在人、小规模集成电路混合安装的情况下，应尽录把人规模集成电路放在冷却气 流的上游处，小规模集成电路放在下游，以使印制板上元器件的升温趋于均匀* 因电子产品工作温度范围较宽，元器件引线和印制板的热膨胀系数不“ 度循环变化及高温条件下，应注意采取消除热应力的一些结构扌亞施。 减小电子元51件热应变的安装技术 电子产晶工作温度范围较宽（一 50 一 50°C）,而元器件引线的热膨胀系数与印制板及 焊点材料的膨胀系数均不一致，在温度循环变化及高温条件下，将导致焊点的拉裂，印制 板的翘起、剥离，元件破裂、断路，以及系统中与热应变有关的其他许多问题。 铀向引线的圆柱形元器件（如电肌、二极管等），在搭焊和插焊时，应提供最小的热应 变量为2?6mm,图5—19是小功率晶体管的儿种安装方法。其中图5—19（a）是把晶休管 直接安装在印制板上，山于引线的热应变量不够和底部散热性能差，易使焊点在印制板热 胀冷缩时产生断裂，其他儿种热安装形式均比图5-19（a）好。 5-19晶体管热安装形式 双列宜插式(DIP)集成块Pb于引线很硬，儿乎不可能留任何热应变虽，所以安装时 要待别仔细。功率较人的集成块，可在其壳体下部与印制板间设金属导热条，厚度应满足 散热要求。为了减少接触热卩FL,在接触界面间可采用教接剂，如图5—20(a)、5—20(b)所 示。功率较小(o. 2w以下)的集成块，可不用憨接剂或导热条，在集成块与印制板之间留 有间隙即可,如图5—20(c)、5—20(d)、5—20(e)所示。 (a) (b) (a) (b) 图5?20 DIP器热安装形式 安装密度较高的组件，由于元器件排列紧密，周围空间较小，允许采用坏形结构，如图 5—21(b)所示，可得到较大的热应变量。AT90CAN64大的矩形元件［加变压器、扼流I才I等), 通常具冇 较祖的引线，为了避免因热应变而使焊点脱裂，应有较人的应变最，如图5-21(c)所示。 (9] =] 二 二 — U L —1 r— ? ?? I ■ 图5-21消除热应变的元件安装方法 wxq$ #