PCB布局热敏感器件放置在冷风区。温度检测器件放置在热的位置。同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列,发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的上流(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流下游。在水平方向上,大功率器件尽量靠近印制板边沿布置,以便缩短传热路径;在垂直方向上,大功率器件尽量靠近印制板上方布置,以便减少这些器件工作时对其他器件温度的影响。设备内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,合理配置器件或印制电路板。以氮化铝为首的陶瓷基板,其导热性能不断刷新纪录,正逐步缩小差距。广东工程塑料散热基板金属基板散热
四)工业电子领域在工业自动化控制设备中,如大功率变频器、伺服驱动器等,内部的功率半导体器件(如IGBT等)发热量大,需要可靠的散热措施。氧化铝陶瓷散热基板或金属-陶瓷复合散热基板常被应用于此,通过良好的散热性能维持这些器件的正常工作温度,确保工业设备的精确控制和稳定运行,避免因过热引发的生产中断或设备损坏等问题,保障工业生产的高效性和连续性。五、散热基板的发展趋势(一)高性能材料研发未来,科研人员将继续致力于研发具有更高导热系数、更低热阻以及更好热匹配性的新材料作为散热基板。例如,探索新型陶瓷材料、碳纳米材料与金属的复合工艺,开发出能在极端高温、高功率密度环境下仍具备杰出散热性能的基板材料,以满足航空航天、高级芯片等领域不断提升的散热需求。广东工程塑料散热基板金属基板散热为满足AI、激光器等领域的需求,散热材料正从陶瓷基板向性能更好的材料演进。

通过PCB板本身散热目前广泛应用的PCB板材是覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材,还有少量使用的纸基覆铜板材。这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能,但散热性差,作为高发热元件的散热途径,几乎不能指望由PCB本身树脂传导热量,而是从元件的表面向周围空气中散热。但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、高发热化组装时代,若只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。同时由于QFP、BGA等表面安装元件的大量使用,元器件产生的热量大量地传给PCB板,因此,解决散热的方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热能力,通过PCB板传导出去或散发出去。
电子元件在工作时会产生较多热量,为了尽快散热,通常要加装金属散热片。但是金属表面的热辐射系数很低,在没有对流传热的条件下,汇集到金属表面的热量很难散发出去。通过涂层技术改善金属表面的热辐射效率,是提高金属材料散热性能的重要途径。在电子工业迅速发展的现在,散热涂料广受关注。碳纳米管(CNTs)是散热涂料理想的功能填料。CNTs是目前世界上已知的良好的导热材料之一。CNTs是一维纳米材料,比表面积大,被誉为世界上黑的物质,辐射系数接近1。纳米纤维状的CNTs,与颗粒状的其它散热填料相比,更容易形成导热网络,对涂层增强增韧效果明显,涂层很薄时,比如5-10微米,就能形成均匀光洁、机械性能优异的膜。碳纳米管散热涂料以辐射能力强、涂层薄、热阻小为明显特征,可以激发金属散热器表面的共振效应,明显提高远红外发射效率,加快热量从散热器表面的快速散发。适用于薄膜散热、金属基板散热、LED灯基座散热、电器外壳散热。功能是将芯片、LED等发热元件产生的热量迅速传导出去,防止热量堆积导致器件性能下降或失效。

二)热阻热阻是指热量在热流路径上遇到的阻力,用于衡量散热基板对热量传递的阻碍程度,单位为开尔文每瓦特(K/W)。热阻越小,表明热量在基板内传递以及从基板传递到外部散热装置的过程中所受到的阻碍越小,散热效果就越好。散热基板的热阻与自身的材质、厚度、结构以及与电子元件和外部散热装置的接触情况等因素都有关系,优化这些因素可以有效降低热阻,提升散热性能。散热基板的热阻与自身的材质、厚度、结构以及与电子元件和外部散热装置的接触情况等因素都有关系,优化这些因素可以有效降低热阻,提升散热性能。金属基板的“突围”:传统的金属基板(如MCPCB)虽然普及,但弱点在于中间的导热绝缘层。广东工程塑料散热基板金属基板散热
而对于高功率密度的场景,如电动汽车的牵引逆变器、工业雷射系统,则需要性能更强的陶瓷基板或复合基板。广东工程塑料散热基板金属基板散热
PCB是电子设备的关键部件,包括电阻、芯片、三极管等,其中芯片发热功率很高,常见CPU为70~300W,是主要发热源。因PCB高集成化,其发热功率不断提升。过高温度对电子设备性能、可靠性、寿命等严重不利。元器件温度相关失效包括机械失效与电气失效。机械失效是温度变化时,结合的各种材料热胀冷缩程度不同,造成材料变形、屈服、断裂等。电气失效是温度变化导致元器件性能改变,如晶体管、芯片电阻等,进而造成热逸溃、电过载;同时温度过高导致电子大量迁移和原子振动加速,造成离子迁移不受控和电子轰击原子现象,引发离子污染和电迁移。这将严重影响元器件的安全、稳定、寿命等。元器件散热分为芯片级、封装级、系统级,芯片级和封装级散热从优化材料和制造工艺入手,降低热阻,而系统级散热是使用合适的散热结构和冷却技术设计符合需求的散热系统,保证元器件能安全长效工作。广东工程塑料散热基板金属基板散热