干貨｜PCB設計之熱管理
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言歸正傳。隨著電子產品繼續小型化，隨著更多功能被裝入更小的設備，這些系統的散熱需求也隨之增加。
承載大電流的電路中功耗損失所產生的熱量應疏離發熱器件以對抗溫升。大家都可能熟悉電腦處理器上使用的風扇和散熱片。這些措施都可以從電路板轉移熱量，并與流通的空氣交換熱量。但在某些 PCB 器件中，尤其是小尺寸器件，可能無法安裝風扇或散熱片。這就需要考慮其它的散熱途徑。
1 采用更厚的銅用于大電流
銅走線和過孔的電阻會導致基于 PCB 的器件發生顯著的功率損耗和發熱，特別是當它們承載大電流時。具有較大橫截面積的電氣連接具有較低的電阻，這減少了熱量損失的量。
大多數 PCB 使用的銅量相當于約 1 盎司每平方英尺。當不方便使用風扇或散熱片的時候，可以采取增加銅厚的方式。一個高電流的 PCB 應該使用至少兩倍的銅量。工作電流超過 10 安培的電路應該高達 3 或 4 盎司每平方英尺。
PCB 板的銅厚都是用 oz 來計算，1oz 意思是 1 平方英尺的面積上平均銅箔的重量在 28.35g。
1 平方英尺=929.0304 平方厘米，銅密度=8.9kg/dm^3
設 Copper 厚為 X，解方程：
X*929.0304 平方厘米*8.9 克 / 立方厘米=1oz=28.35 克 X=0.0034287 厘米=34.287um
所以 1oz=34.287um。1OZ 銅箔的厚度約為 35um 或者 1.35mil。
使用更大量的銅就需要增加 PCB 上走線的寬度。為了避免占用太大空間區域，導線也可以更深地嵌入放置在電路板中 。比如放置導銅條。這也有助于將熱量散發到電路板本身和任何附近的散熱孔中。當然，這可能需要使用較厚的電路板，此種情況適用于大電流設備。
2 使用散熱孔和散熱墊片
發熱器件周圍的空氣如果沒有流動就不能有效地疏通并發散熱量。而使用散熱孔可以將熱量從電路板中的關鍵電子元件轉移出去。散熱通孔是電路板頂層和底層之間的良好導熱元件。熱量可以通過簡單的傳導轉移到散熱通孔，然后散熱通孔可以將熱量從關鍵電子元器件疏散開來。
散熱墊片一般是安裝在電路板底層的一塊金屬板。散熱孔將熱量從電路板本身的最熱點傳遞出去后，必須到其他位置以進一步從電路板最熱點發散熱量。一般情況下，散熱孔將熱量傳遞到散熱墊片進行大面積散熱。
下圖為在大電流下運行的 PCB 板的紅外圖像：
3 高功率器件的布局
像微控制器這樣的高電流電子元件會產生大量的熱量。將這些元件安裝在電路板的中心位置附近是個好主意。
如果元件安裝在電路板邊緣附近，則其產生的熱量會累積，局部溫度會非常高。但是，如果元件安裝在電路板的中間部分，熱量會擴散到整個電路板中，電路板的溫度將會降低。
多個高功率元件應分散布局在整個電路板上，而不是集中在一個位置。如果器件的外形尺寸能夠允許的情況下，甚至可以將不同的元件分開布局到不同的 PCB 板。
4 采用更厚的板
較厚的電路板在整體溫度被升高時將會需要更多的熱能 。這樣較厚的電路板有助于保持電路板頂部的溫度較低。
下面給大家看一下我們之前做的部分硬件中采用的不同板厚。
要采用的最佳散熱策略取決于許多因素 。并非所有設計或外形因素都可以適應上述所有策略。例如，散熱墊片不適用于雙面印刷電路板。如果電路板上有大量元件，其中一些元件將不可避免地要被放置在電路板的邊緣附近。
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