在電子產(chǎn)品散熱問題中,很多工程師第一反應(yīng)是加散熱片、換風(fēng)扇、提高器件規(guī)格,但實(shí)際項目中,一個被長期低估的因素,往往才是真正的熱瓶頸——PCB銅厚與熱傳導(dǎo)路徑。不少板子在室溫下運(yùn)行正常,一旦負(fù)載上升或環(huán)境溫度升高,就開始局部過熱甚至降頻、死機(jī),其根源往往不是芯片本身,而是熱量在板內(nèi)“走不出去”。
你是否遇到過以下問題?
這些現(xiàn)象通常意味著:熱沒有被正確引導(dǎo)到該去的地方。
解決方案:從“銅厚參數(shù)”升級為“熱路徑設(shè)計”
PCB中的銅不僅承擔(dān)電流,更是最重要的散熱介質(zhì)。
銅厚選型如果只從載流量出發(fā),而忽略熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu),過熱幾乎是必然結(jié)果。
1. 銅厚不足會直接形成熱瓶頸
在高電流或高功耗區(qū)域,如果銅厚過薄,雖然電氣上可能勉強(qiáng)合格,但熱阻會明顯偏高。熱量無法快速擴(kuò)散到周圍平面,只能在器件焊盤附近堆積,導(dǎo)致局部溫度迅速升高。
2. 層內(nèi)銅分布不均比整體偏薄更危險
很多PCB為了節(jié)省成本,只在局部區(qū)域加厚銅,而其他區(qū)域銅密度很低。這樣做會讓熱量在擴(kuò)散過程中遇到“瓶頸區(qū)”,溫度梯度變大,長期運(yùn)行下容易誘發(fā)焊點(diǎn)疲勞和基材老化。
3. 過孔熱通道與銅厚必須協(xié)同設(shè)計
即使表層銅厚足夠,如果熱量無法通過過孔有效傳導(dǎo)到內(nèi)層或背面散熱區(qū)域,整體散熱能力依然受限。熱過孔的數(shù)量、孔徑和鍍銅質(zhì)量,都會決定熱是否能真正“流動起來”。
4. 制造一致性會放大或削弱散熱能力
在實(shí)際制板中,電鍍銅厚、壓合流膠和銅面平整度都會影響熱傳導(dǎo)效果。如果這些參數(shù)波動較大,即便設(shè)計上銅厚合理,成品板的熱性能也可能出現(xiàn)明顯差異。在一些高功率PCBA項目中,深圳捷創(chuàng)電子科技有限公司會在PCB與SMT協(xié)同階段同步評估熱路徑與銅結(jié)構(gòu),避免產(chǎn)品在量產(chǎn)后才暴露散熱瓶頸。
總結(jié)
PCB銅厚不是一個簡單的“安規(guī)參數(shù)”,而是熱管理系統(tǒng)的核心組成部分。只有把銅厚放進(jìn)整體熱路徑設(shè)計中理解,過熱問題才能真正被解決。