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印制线路板的散热设计VIP免费

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实用文档专业设计提高办公、学习效率1 印制线路板的散热设计王艾戎,龚莹(国营第407 厂研究所,陕西咸阳712099)1 前言PWB 是指在绝缘基材上形成的导电图形,其作用是安装电子元件,使元件的端子之间连接起来形成电路。随着电子设备向轻薄短小化发展,PWB 装载元件密度提高,使PWB 上热量高度聚集。如果PWB 散热设计不良,会使电子元件焊接部位的焊锡熔化,塑料外壳和PWB 基材燃烧。为了保证电子设备的性能长期稳定, 要求不断提高PWB 的散热性, 同时采用适当的技术降低高发热元件的温度。以下探讨 PWB 的散热设计与对策。2 PWB 的散热设计2.1 估计导体图形的温度上升值PWB 上的导体图形是由铜箔制作的,导体本身并不发热。由于导体图形存在电阻,通电时就会发热。毫安( mA )和微安( μ A)量级的小电流通过时,发热问题可以忽略不计。但是,当安培量级的电流通过导体时,发热问题不能忽视。当导体图形的温度上升到85℃左右时,普通的绝缘板自身开始变黄,继续通电时,绝缘基材劣化,失去对元件的支撑功能。因此,设计PWB 时要对导体图形的温度上升值作出估计。图 1 示出导体宽度和导体截面积与允许电流之间的关系,由图 1 可以估计导体的温度上升值,也可用于导体图形的线宽设计。例如,设计1 个多层 PWB 板,允许通过的电流为2A,允许的温升为10℃时,由 A点可确定 PWB 的导体截面积;在导体截面积相同的条件下,由C 点可确定 PWB 的铜箔厚度为35μ m时,导体线宽应设计为2mm,由 B 点可确定 PWB 铜箔厚度为70μ m时,导体线宽应设计为1mm。导体的截面积 /10-3mm2 图 1 导体宽度和导体截面积与允许电流之间的关系(多层板内层导体用)2.2 计算 PWB 的等效导热系数随着电子设备组装密度的提高,解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PWB 自身的散热能力。 PWB 的散热能力,用等效导热系数评价,环氧玻璃布PWB 表面的等效导热系数(λ eq)计算公式如式( 1)所示。等效导热系数 =〔∑i层的导热系数 ×i 层的厚度 ×i 层的导体图形剩余率〕/PWB 的总厚度( 1)i 层的导体图形剩余率,对铜箔层为铜箔的剩余率;对绝缘层,其剩余率为1。实用文档专业设计提高办公、学习效率2 图 2 4 层印制线路板的等效导热系数计算以单面、双面和4 层环氧玻璃布基PWB 为例,计算其等效导热系数,计算结果分别见表1、表 2 和表3。表 1 单面 PWB 的等效导热系数W/m ℃PWB ...

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