本文討論PCB上高溫導致故障和電路板本身損壞的主要原因。

印刷電路板（PCB）上的過熱會導致設計不良，部件不正確材料選擇，錯誤的元件放置和低效的熱管理。

由此產生的高溫會對功能，元件和電路板本身產生負面影響。在許多應用中，高溫的影響可以忽略不計，但在高性能設計中，它可能很重要。

因此，適當的熱管理是電氣工程的一個重要方面。熱量管理的集成方法包括從組件級別到物理板系統和操作環境一直關注所有事項。

當今電子電路中元件密度的增加可能導致熱問題。此外，PCB設計缺陷和無效的冷卻技術會導致不可接受的高溫。

在本文中，我們將了解電路板過熱的主要原因。

組件放置不正確

某些高功率設備需要具有適當氣流的位置（自然或強制）來傳遞熱量。因此，這些應放置在有通風口或良好氣流的位置。

如果沒有適當的氣流和散熱，PCB將保持大部分熱量，這將導致溫度逐漸升高，導致電路性能不佳或損壞。另外，請記住，如果敏感元件放置在發出大量熱量的部件附近，它們會受到熱應力。

帶散熱風扇的散熱器。圖片由Fischer Elektronik提供

大功率元件如因為功率晶體管可以在PCB上產生熱點。但通過適當的散熱和自然或強制冷卻，可以將溫度保持在安全范圍內。

環境和外部熱因素

未考慮當PCB用于極端溫度區域時，設計過程中目標環境中的條件可能會使元件受到熱應力。

制造商提供適用于特定溫度范圍的規格。例如，通常在20℃的溫度下引用電阻值。重要的是要記住，電阻器，電容器和半導體等元件的參數隨溫度而變化。

有關在給定溫度下計算電阻器實際電阻的信息，請參閱AAC教科書中的頁面。

此外，制造商通常會提供指定安全功率或電流的熱降額曲線。環境溫度或氣流等參數的變化。

電源模塊CSD87353Q5D的降容曲線，垂直安裝的PCB：圖像由德州儀器公司提供

錯誤的組件和材料選擇

未能在選擇元件時遵循推薦的指導原則可能會導致散熱問題研究數據表并考慮與功耗，熱阻，溫度限制和冷卻技術相關的所有相關信息非常重要。

另外，請確保選擇適合應用的額定功率。 。一個容易犯的錯誤就是重復使用相同的電阻（可能因為相應的元件已經在你的CAD庫中），盡管某些應用可能需要更高的額定功率。對電阻進行快速功率計算，并確保額定值明顯高于最大預期功耗。

另一個重要問題是PCB介質材料的選擇。印刷電路板本身必須能夠承受最壞情況的熱條件。

PCB設計和制造不良

布局和制造工藝不佳有助于PCB散熱問題。不正確的焊接可能會阻礙散熱，并且跡線寬度或銅面積不足會導致溫度升高問題。

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結論

為防止散熱問題，設計人員必須減少散熱，并在自然冷卻不足時使用額外的清除技術。制作熱優化設計需要注意元件規格，PCB布局，PCB介電材料和環境條件。