PCB電路板散熱設(shè)計
關(guān)注創(chuàng)建者：南京青松熱設(shè)計工作室 創(chuàng)建時間：2020-06-14
PCB電路板散熱設(shè)計的視頻教程
電路板散熱的FLUENT仿真，視頻免費無聲音，操作細致，提供附件（需購買）練習(xí)。
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電路板散熱仿真分析，F(xiàn)luent實操詳解系列之從三到萬3-3
本視頻是Fluent實操詳解系列之從三到萬的第三篇，為電路板散熱仿真分析，學(xué)習(xí)內(nèi)容： 1、流體仿真過程的設(shè)置，包括物理建模、條件設(shè)置和結(jié)果處理三個步驟 2、其中，重點講了傳熱邊界條件的設(shè)置 本案例視頻里面講解建模。
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PCB電路板散熱設(shè)計的實例教程
9 將功耗最高和發(fā)熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近。不要將發(fā)熱較高的器件放置在印制板的角落和四周邊緣，除非在它的附近安排有散熱裝置。在設(shè)計功率電阻時盡可能選擇大一些的器件，且在調(diào)整印制板布局時使之有足夠的散熱空間。
10 射頻功放或者LED PCB采用金屬底座基板。
11避免PCB上熱點的集中，盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上，保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。往往設(shè)計過程中要達到嚴(yán)格的均勻分布是較為困難的，但一定要避免功率密度太高的區(qū)域，以免出現(xiàn)過熱點影響整個電路的正常工作。如果有條件的話，進行印制電路的熱效能分析是很有必要的，如現(xiàn)在一些專業(yè)PCB設(shè)計軟件中增加的熱效能指標(biāo)分析軟件模塊，就可以幫助設(shè)計人員優(yōu)化電路設(shè)計。
四、總結(jié)
3.1 選材
（1）印制板的導(dǎo)線由于通過電流而引起的溫升加上規(guī)定的環(huán)境溫度應(yīng)不超過 125 ℃（常用的典型值。根據(jù)選用的板材可能不同）。由于元件安裝在印制板上也發(fā)出一部分熱量，影響工作溫度，選擇材料和印制板設(shè)計時應(yīng)考慮到這些因素，熱點溫度應(yīng)不超過 125 ℃。盡可能選擇更厚一點的覆銅箔。
（2）特殊情況下可選擇鋁基、陶瓷基等熱阻小的板材。
（3）采用多層板結(jié)構(gòu)有助于 PCB 熱設(shè)計。
3.2保證散熱通道暢通
（1）充分利用元器件排布、銅皮、開窗及散熱孔等技術(shù)建立合理有效的低熱阻通道,保證熱量順利導(dǎo)出 PCB。
（2）散熱通孔的設(shè)置 設(shè)計一些散熱通孔和盲孔，可以有效地提高散熱面積和減少熱阻，提高電路板的功率密度。如在 LCCC 器件的焊盤上設(shè)立導(dǎo)通孔。在電路生產(chǎn)過程中焊錫將其填充，使導(dǎo)熱能力提高，電路工作時產(chǎn)生的熱量能通過通孔或盲孔迅速地傳至金屬散熱層或背面設(shè)置的銅泊散發(fā)掉。
展開 避免PCB上熱點的集中，盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上，保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。
設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動，所以在設(shè)計時要研究空氣流動路徑，合理配置器件或印制電路板。
在水平方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱路徑；在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印制板上方布置，以便減少這些器件工作時對其他器件溫度的影響，如下所示：
3
添加散熱器
若PCB自身散熱效果不好，可在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁埽?dāng)溫度還不能降下來時，可采用帶風(fēng)扇的散熱器，以增強散熱效果，將散熱罩整體扣在元件面上，與每個元件接觸而散熱，如下所示：
如果有條件的話，進行印制電路的熱效能分析是很有必要的，如現(xiàn)在一些專業(yè)PCB設(shè)計軟件中增加的熱效能指標(biāo)分析軟件模塊，就可以幫助設(shè)計人員優(yōu)化電路設(shè)計。
展開 在PCB板的設(shè)計當(dāng)中,可以通過分層、恰當(dāng)?shù)牟季植季€和安裝實現(xiàn)PCB的抗ESD設(shè)計。在設(shè)計過程中,通過預(yù)測可以將絕大多數(shù)設(shè)計修改僅限于增減元器件。通過調(diào)整PCB布局布線,能夠很好地防范ESD。以下是一些常見的防范措施。
幾種典型的通用ESD保護電路
CAN Bus保護
數(shù)據(jù)線及接口保護
分享個人的ESD保護9大措施
最近在做電子產(chǎn)品的ESD測試，從不同的產(chǎn)品的測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這個ESD是一項很重要的測試：如果電路板設(shè)計的不好，當(dāng)引入靜電后，會引起產(chǎn)品的死機甚至是元器件的損壞。以前只注意到ESD會損壞元器件，沒有想到，對于電子產(chǎn)品也要引起足夠的重視。
ESD，也就是我們常說的靜電釋放(Electro-Static discharge)。從學(xué)習(xí)過的知識中可以知道，靜電是一種自然現(xiàn)象，通常通過接觸、摩擦、電器間感應(yīng)等方式產(chǎn)生，其特點是長時間積聚、高電壓(可以產(chǎn)生幾千伏甚至上萬伏的靜電)、低電量、小電流和作用時間短的特點。對于電子產(chǎn)品來說，如果ESD設(shè)計沒有設(shè)計好，常常造成電子電器產(chǎn)品運行不穩(wěn)定，甚至損壞。
在做ESD放電測試時通常采用兩種方法：接觸放電和空氣放電。
接觸放電就是直接對待測設(shè)備進行放電;空氣放電也稱為間接放電，是強磁場對鄰近電流環(huán)路耦合產(chǎn)生。這兩種測試的測試電壓一般為2KV-8KV，同地區(qū)要求不一樣，因此在設(shè)計之前，先要弄清楚產(chǎn)品針對的市場。
展開 設(shè)計四層PCB電路板時，疊層一般怎樣設(shè)計呢？
理論上來，可以有三個方案。
方案一，1個電源層，1個地層和2個信號層，分別是這樣排列：TOP（信號層）， L2(地層)，L3(電源層)，BOT（信號層）。
方案二，1個電源層，1個地層和2個信號層，分別是這樣排列：TOP（電源層）， L2(信號層)，L3(信號層)，BOT（地層）。
方案三，1個電源層，1個地層和2個信號層，分別是這樣排列：TOP（信號層）， L2(電源層)，L3(地層)，BOT（信號層）。
產(chǎn)品用途：主要用于從事電子電器設(shè)備儀器儀表等電子行業(yè)電路原理圖的繪制查看和電路板PCB 設(shè)計工作以及兼容查看編輯其他工程文件等
產(chǎn)品模塊：SchLib， SchDoc ，PcbLib， PcbDoc
功能描述：基本原理圖PCB設(shè)計可支持中英文及繁體界面的自動切換，PADS與Altium（98，99，及Dxp，2004，AD.*）等軟件的相應(yīng)設(shè)計文件的相互兼用(Open,Save as實現(xiàn)導(dǎo)入導(dǎo)出)編輯，熟悉的快捷鍵操作，以及原理圖庫和封裝庫的兼用復(fù)制編輯擴展等；獨立文檔及項目文檔等對模塊的編輯復(fù)制剪切Undo等無限操作；元器件選擇性（可多選）的編輯修改屬性等及自身和指定點旋轉(zhuǎn)鏡像，自定義元器件添加屬性添加并自動添加到對應(yīng)到BOM，BOM報表可設(shè)置模板及分類輸出查看及在線轉(zhuǎn)發(fā)等，允許打開相同名稱的項目文件，便捷化的自定義模板設(shè)置，原理圖PCB文件的無紙化PDF文檔自動生成及WORD 文檔的任意模塊的粘貼查看；PCB模塊的嚴(yán)謹性設(shè)計支持48層的信號層設(shè)計，兩種布線層，多電源設(shè)計管理的內(nèi)電層分割，網(wǎng)絡(luò)管理嵌套，層類型的直接切換；手工布局布線，自動推擠有序打散排列，OnLine DRC規(guī)則檢測，手工覆銅，可對孤島銅皮的做任意的修改編輯，淚滴焊盤的實時編輯修改檢測，元器件OLE以及元器件屬性的反向ECO更新等，布線Stretch的優(yōu)化操作，多種類型鉆孔焊盤及過孔的編輯修改，放置孤立Pad焊盤覆銅以過孔Via覆銅連接形式處理，采用通用的RS274X格式的電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Gerber文件輸出等支持原理圖PCB 設(shè)計自建庫的功能以及分別支持生成不同類型網(wǎng)絡(luò)表（Qinyuefeng ,Protel ,PADS的網(wǎng)絡(luò)表正在開發(fā)）；支持導(dǎo)出DXF格的設(shè)計文件之間的相互兼容編輯查看等；PCB中任意模塊的布局布線的智能復(fù)用；PCB文件實時更新來自原理圖的編輯修改，多種類似的熱鍵及45度,90度，任意角度
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PCB電路板散熱設(shè)計的最新內(nèi)容
<p><strong>寫在前面</strong></p><p><br></p><p>仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術(shù)語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術(shù)原理和演進趨勢，正深刻地改變著世界？<strong>Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。</strong>本專題將以“一期一會”的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys
印刷電路板（Printed circuit board，PCB）幾乎會出現(xiàn)在每一種電子設(shè)備當(dāng)中。如果在某樣設(shè)備中有電子零件，那么它們也都是鑲在大小各異的PCB上。除了固定各種小零件外，PCB的主要功能是提供上頭各項零件的相互電氣連接。隨著電子設(shè)備越來越復(fù)雜，需要的零件越來越多，PCB上頭的線路與零件也越來越密集了。標(biāo)準(zhǔn)的PCB長得就像這樣。裸板（上頭沒有零件）也常被稱為「印刷線路板Printed
大家都知道理做PCB板就是把設(shè)計好的原理圖變成一塊實實在在的PCB電路板，請別小看這一過程，有很多原理上行得通的東西在工程中卻難以實現(xiàn),或是別人能實現(xiàn)的東西另一些人卻實現(xiàn)不了，因此說做一塊PCB板不難,但要做好一塊PCB板卻不是一件容易的事情。
微電子領(lǐng)域的兩大難點在于高頻信號和微弱信號的處理，在這方面PCB制作水平就顯得尤其重要，同樣的原理設(shè)計，同樣的元器件
本文搜集了一些創(chuàng)意 PCB 電路設(shè)計，我們看看作者們的腦洞大開的設(shè)計吧。
▲ 圖1 帶有PCB接口的胸墜裝飾PCB：作者 RADI
▲ 圖2 倫敦城市交通圖上的電子元器件
▲ 圖1.3 作者創(chuàng)作這款電子標(biāo)準(zhǔn)地圖的過程
▲ 圖1.4 樹葉外觀的電子裝飾品（無特定功能）
▲ 圖1.5 不規(guī)則外形直插元器件電路設(shè)計
▲ 圖1.6 外形奇特的音頻功率放大電路
來源于網(wǎng)絡(luò)的前輩PCB作品
學(xué)好PCB設(shè)計的方法之一就是通過前輩的作品學(xué)習(xí)前輩的設(shè)計方法和技巧。
我們能在前輩的作品中學(xué)到元件布局、板層設(shè)置、線路布線
板層置
1. 信號層（TOP）
第一層信號層，又叫頂層，實物打板回來是能夠看得見的一層，可以擺放電子元件的一層。由上圖可見這層布線比較多。原因之一就是電子元件的擺放在同一層，走線的過程中不需要設(shè)置過孔轉(zhuǎn)換層
01
前言
工作中的電路板有許多發(fā)熱比較大的元器件，比如MOS管、LED、三極管，尤其在滿載的情況下更為嚴(yán)重，散熱通孔是眾所周知的一種通過電路板表面貼裝元件的散熱方法。
在結(jié)構(gòu)上，板上開有一個通孔，如果該板是單層雙面板，則使銅箔連接電路板的頂面和底面，以增加用于散熱的面積和體積，降低熱阻。
在多層板的情況下，熱通孔可以連接多個層，
簡介
下圖所示的電路板包括三個在正常運行時會產(chǎn)生熱量的芯片。其中一只芯片要電路板通電，芯片就會保持通電，另外兩個芯片通電和斷電是周期性地，在不同的時間以及有不同的持續(xù)時間。穩(wěn)態(tài)熱分析和瞬態(tài)熱分析用于研究由這些芯片產(chǎn)生的熱量引起的溫度變化。
操作步驟
創(chuàng)建穩(wěn)態(tài)熱分析項目：Steady-State-Thermal；
在穩(wěn)態(tài)分析項目之后，創(chuàng)建一個瞬態(tài)熱分析項目，并于穩(wěn)態(tài)熱分析項目連接
什么是阻抗
在電學(xué)中，常把對電路中電流所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗單位為歐姆，常用Z表示，是一個復(fù)數(shù)：Z= R+i( ωL–1/(ωC))
具體說來阻抗可分為兩個部分，電阻（實部）和電抗（虛部）。
其中電抗又包括容抗和感抗，由電容引起的電流阻礙稱為容抗，由電感引起的電流阻礙稱為感抗。
一、PCB設(shè)計的一般原則
要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計質(zhì)量好、造價低的PCB，應(yīng)遵循以下的一般性原則：
1.布局
首先，要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時，印制線條長，阻抗增加
