電子設備只要有電流流過，能量損耗都會表現(xiàn)為熱量，損耗越大，產(chǎn)生的熱量就越多。如今的電子設備設計的越來越微小緊湊，在半導體器件中，柵極已縮小至納米尺寸，單個裸片現(xiàn)在可以包含由數(shù)十億個晶體管形成的數(shù)百萬個柵極，對散熱更是一個考驗。
過熱對半導體的影響
半導體材料由于電遷移效應而隨溫度變化，超出設備的溫度限制，設備的性能會降低。另外，半導體依靠鍵合連接，如果暴露在高溫下，鍵合的完整性會受到損害。 半導體器件通常由絕緣基板上的芯片組成，過熱會使半導體器件內(nèi)有不同層次的變形，減短使用壽命；或因封裝材料的膨脹而在芯片上施加應力，導致設備過早失效，從而對可靠性產(chǎn)生不利影響，所以工作溫度越高，可靠性越低。
散熱解決方案
典型的PCB散熱方法是被動冷卻，在空間和組件允許的情況下，在半導體下方和周圍放置低熱阻的銅片帶走器件的熱量，并將其散布到PCB板的其他部位。
半導體散熱的另一種方式是安裝散熱器，散熱器一般是鋁制結構，基板上覆蓋有鰭片，以最大程度地增加表面積，然后依靠空氣對流運動將熱量散發(fā)出去。與第一種方式相比，熱量可以更有效地從設備散發(fā)出去。
如果散熱器也無法散發(fā)多余的熱量，可加裝風扇強制氣流散熱。優(yōu)點是增加空氣對流加快熱傳播速度，缺點是這種布置會將灰塵和污染物吸入設備中，可能會影響整體可靠性或潛在地降低散熱器的熱效率。
如果空間有限，另一種解決方案是熱管散熱。作為現(xiàn)成的材料，熱管提供了一種可靠且經(jīng)濟高效的方法，可將熱量從板上的熱點被動轉(zhuǎn)移到較冷的位置。通常，熱管包含少量的吸熱液體，例如加壓的氮氣，氨水或丙酮。流體吸收熱量并變成蒸氣，蒸氣沿著管道流向冷凝器，在這里，它凝結回液態(tài)，然后回到熱源重新循環(huán)。熱管的優(yōu)點是無源結構，沒有活動部件，也沒有維護要求。
其他解決方案包括使用液冷冷卻板或珀爾帖效應冷卻板冷卻，但會增加成本和設計復雜性。
PCB散熱建議
1.為電路板提供自然通風，使空氣自由地流過電路板的表面，可以最大程度地減少冷卻不均。
2.如果PCB安裝在外殼中，盡量選擇低熱阻材料制成的外殼；可以使用鰭，脊或簡單凸起的設計最大程度地增加外殼的表面積。如果設備的外殼允許，可垂直調(diào)整PCB的方向，利用熱空氣上升和冷空氣下沉的原理，增加自然對流的氣流速率。
3.如果加裝風扇，需將風扇放置在任何自然對流通道的一端，確?？諝庾杂闪鲃?；另外，如果設備在有灰塵或污染物的地方運行，需安裝過濾器。
