一種pcb板級(jí)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種PCB板級(jí)系統(tǒng)，包括PCB板及安裝在所述PCB板上的多個(gè)元器件，所述PCB板設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間形成冷卻風(fēng)路，所述多個(gè)元器件沿所述冷卻風(fēng)路交錯(cuò)排列。通過(guò)在PCB板上沿冷卻風(fēng)路交錯(cuò)設(shè)置所述多個(gè)元器件的方式，可有效提高元器件與風(fēng)流的接觸面積，增強(qiáng)了PCB板級(jí)系統(tǒng)的散熱性能，有效提高PCB板級(jí)系統(tǒng)的散熱效果。
【專利說(shuō)明】一種PCB板級(jí)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及PCB板級(jí)散熱領(lǐng)域，尤其涉及一種PCB板級(jí)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的小型化、高密化及高速化的發(fā)展，PCB板的集成化越來(lái)越高，一個(gè)PCB板上可以布置眾多元器件，為了能使產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作，勢(shì)必要提高產(chǎn)品自身的散熱性能。通?，F(xiàn)有產(chǎn)品的散熱設(shè)計(jì)，是給PCB板上的關(guān)鍵芯片(CPU、DSP等)外加散熱片(金屬鋁制成的金屬片)的設(shè)計(jì)方法達(dá)到散熱的效果。
[0003]該種散熱方式雖然在一定程度上起到了散熱效果，但是只能做到PCB板的局部的散熱，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵芯片周邊的器件熱量過(guò)高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)PCB板只能局部散熱且關(guān)鍵芯片周邊的元器件熱量過(guò)高的技術(shù)問(wèn)題，提供一種PCB板級(jí)系統(tǒng)，有效提高PCB板的散熱性能，達(dá)到更好的散熱效果。
[0005]本實(shí)用新型提供一種PCB板級(jí)系統(tǒng)，包括PCB板及安裝在所述PCB板上的多個(gè)元器件，所述PCB板設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間形成冷卻風(fēng)路，所述多個(gè)元器件沿所述冷卻風(fēng)路交錯(cuò)排列。
[0006]進(jìn)一步地，發(fā)熱量大的元器件設(shè)置在下風(fēng)處，發(fā)熱量小的元器件設(shè)置在上風(fēng)處，元器件根據(jù)發(fā)熱量的由低到高沿所述冷卻風(fēng)路的進(jìn)出風(fēng)方向依次排布。
[0007]進(jìn)一步地，所述多個(gè)元器件包括變壓器、電阻、電容、二極體、1C、電晶體。
[0008]進(jìn)一步地，所述電晶體、電容、二極體、IC設(shè)置在PCB板的進(jìn)風(fēng)口位置，所述電阻、變壓器設(shè)置在PCB板的出風(fēng)口位置。
[0009]進(jìn)一步地，每個(gè)元器件所述對(duì)應(yīng)的PCB板上都設(shè)有多個(gè)導(dǎo)熱孔，所述導(dǎo)熱孔沿PCB板的厚度方向貫穿所述PCB板。
[0010]進(jìn)一步地，所述每個(gè)導(dǎo)熱孔的兩端面及內(nèi)壁上鍍有金屬銅。
[0011]進(jìn)一步地，在所述PCB的進(jìn)風(fēng)口位置設(shè)有冷卻風(fēng)扇。
[0012]以上技術(shù)方案中，通過(guò)在PCB板上沿冷卻風(fēng)路交錯(cuò)設(shè)置所述多個(gè)元器件的方式，可有效提高元器件與風(fēng)流的接觸面積，增強(qiáng)了 PCB板級(jí)系統(tǒng)的散熱性能，有效提高PCB板級(jí)系統(tǒng)的散熱效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的PCB板上元器件的排布方式示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型第二種實(shí)施例的PCB板上元器件的排布方式示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]在PCB板級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，散熱是PCB板級(jí)系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，散熱的目的是在元器件溫度超過(guò)可靠性保證溫度時(shí)，采取適當(dāng)?shù)纳釋?duì)策，使溫度降低到可靠性工作范圍內(nèi)，這樣可使電子產(chǎn)品長(zhǎng)期處于安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種PCB板級(jí)系統(tǒng)，包括PCB板100及可安裝在所述PCB板上的多個(gè)元器件，所述PCB板100設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間形成冷卻風(fēng)路，所述多個(gè)元器件沿所述冷卻風(fēng)路交錯(cuò)排列。
[0017]交錯(cuò)分散的布局，在PCB板100進(jìn)行布板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將發(fā)熱元器件與一般元器件及溫度敏感器件區(qū)分開，發(fā)熱器件周圍應(yīng)留有足夠的散熱氣體流動(dòng)通道，所有的元器件應(yīng)錯(cuò)開分散排列，這與通常PCB板布局時(shí)的整齊劃排列恰好相反，有利于改善PCB板級(jí)系統(tǒng)的散熱效果。
[0018]如圖1所示，圖1示出了本實(shí)用新型的PCB板100上元器件交錯(cuò)排布的一種實(shí)施例，其中包括15個(gè)元器件，圖中可以看出元器件1、元器件2、元器件3、元器件4及元器件5在進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間形成的冷卻風(fēng)路上交錯(cuò)排列，元器件6、元器件7、元器件8、元器件9、元器件10及元器件11、元器件12、元器件13、元器件14及元器件15也分別在進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間形成的冷卻風(fēng)路上交錯(cuò)排列。以上所述的排列方式使得每個(gè)元器件都能得到很好的散熱，能夠冷卻氣流帶走更多的熱量，有效提高其散熱性能。
[0019]作為本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例，當(dāng)熱性能不同的元器件在PCB板100上混合安裝時(shí)，最好將發(fā)熱量大的元器件安裝在下風(fēng)處，即靠近出風(fēng)口的位置；發(fā)熱小的元器件安裝在上風(fēng)處，即靠近進(jìn)風(fēng)口的位置，元器件根據(jù)發(fā)熱量的由低到高沿所述冷卻風(fēng)路的進(jìn)出風(fēng)方向依次排布，否則耐熱差的元器件會(huì)處在發(fā)熱量大的元器件的散熱路徑上，其結(jié)果是耐熱性差的元器件處會(huì)存在較高溫度，可能會(huì)影響或者損毀耐熱性差的元器件。同時(shí)，具有相同水平的耐熱元件混合排列時(shí)，基本排列順序是:耗電大的元件、散熱性差的元件應(yīng)裝在上風(fēng)處。
[0020]圖2給出了 PCB板上一些具體的元器件排列的實(shí)施例，圖中所示的PCB板100上的元器件有兩個(gè)個(gè)變壓器111-112、四個(gè)電阻101-104、兩個(gè)電容150、兩個(gè)二極管131-132、兩個(gè)IC141、兩個(gè)電晶體120，當(dāng)然本實(shí)用新型所涉及的設(shè)置在所述PCB板100上的元器件包括但不限于上述幾種。其中變壓器是發(fā)熱量最大的元器件，在圖2中將變壓器設(shè)置在PCB板100的下風(fēng)處，同時(shí)電阻的發(fā)熱量也明顯高于剩余的其他元器件，將四個(gè)電阻也設(shè)置在PCB板100的下風(fēng)處，其它發(fā)熱量小的元器件放到上風(fēng)處，如將兩個(gè)電容150、兩個(gè)二極管131-132、兩個(gè)IC141、兩個(gè)電晶體120放到上風(fēng)處，這樣的布局方式才能有很好的散熱性能，有效提高PCB板級(jí)系統(tǒng)的散熱效果。
[0021]在上述實(shí)施例中，PCB板材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量使用紙基覆銅板材。這些基材雖然具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能，但散熱性差，作為高發(fā)熱元器件的散熱途徑是從元器件的表面向周圍空氣中散熱，但只靠表面積十分小的元器件通過(guò)表面來(lái)散熱是非常不夠的，同時(shí)由于元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板，因此為了進(jìn)一步增強(qiáng)本實(shí)用新型的PCB板級(jí)系統(tǒng)的散熱效果，要提高與發(fā)熱元器件直接接觸的PCB板自身的散熱能力，通過(guò)PCB板將熱量傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。
[0022]1、選用散熱好的板材
[0023]環(huán)氧玻璃布類板材導(dǎo)熱系數(shù)一股為0.2ff / m°C，普通的電子電路由于發(fā)熱量小，通常采用環(huán)氧玻璃布類基材制作，其產(chǎn)生的少量熱量一般通過(guò)走線熱設(shè)計(jì)和元器件本身散發(fā)出去。隨著元件小型化、高集成化，高頻化，其熱密度明顯加大，特別是功率器件的使用，為滿足這種高散熱要求需要使用一些新型導(dǎo)熱性板材作為PCB板的制作材料。
[0024]2、采用合理的走線散熱
[0025]由于PCB板中的樹脂導(dǎo)熱性差，而銅箔線路和孔是熱的良導(dǎo)體，因此提高銅箔剩余率和增加導(dǎo)熱孔是散熱的主要手段。PCB板的散熱能力，需要對(duì)由導(dǎo)熱系數(shù)不同的PCB用絕緣基板的等效導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，銅箔越厚，銅箔剩余率越高，層數(shù)越多，其等效導(dǎo)熱系數(shù)越大，其PCB板的散熱效果越好。PCB板厚度方向的導(dǎo)熱系數(shù)比表面的導(dǎo)熱系數(shù)小得多。為了改善厚度方向的導(dǎo)熱性，可采用導(dǎo)熱孔。在PCB板上，安裝每個(gè)元器件所述對(duì)應(yīng)位置上都設(shè)有多個(gè)導(dǎo)熱孔，所述導(dǎo)熱孔沿PCB板的厚度方向貫穿所述PCB板。
[0026]更進(jìn)一步地，所述每個(gè)導(dǎo)熱孔的兩端面及內(nèi)壁上鍍有金屬銅，因此導(dǎo)熱孔是穿過(guò)PCB板的金屬化小孔，其效果相當(dāng)于一個(gè)細(xì)銅導(dǎo)管沿PCB厚度方向從其表面穿透，使PCB板正背面的熱量，發(fā)熱元器件的熱量向PCB背面迅速傳導(dǎo)。當(dāng)然，進(jìn)一步地，在所述PCB板的進(jìn)風(fēng)口位置設(shè)置冷卻風(fēng)扇，進(jìn)一步增強(qiáng)PCB板級(jí)系統(tǒng)的散熱效果。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種PCB板級(jí)系統(tǒng)，包括PCB板及安裝在所述PCB板上的多個(gè)元器件，其特征在于:所述PCB板設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間形成冷卻風(fēng)路，所述多個(gè)元器件沿所述冷卻風(fēng)路交錯(cuò)排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB板級(jí)系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)熱量大的元器件設(shè)置在下風(fēng)處，發(fā)熱量小的元器件設(shè)置在上風(fēng)處，元器件根據(jù)發(fā)熱量的由低到高沿所述冷卻風(fēng)路的進(jìn)出風(fēng)方向依次排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PCB板級(jí)系統(tǒng)，其特征在于:所述多個(gè)元器件包括變壓器、電阻、電容、二極體、1C、電晶體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PCB板級(jí)系統(tǒng)，其特征在于:所述電晶體、電容、二極體、IC設(shè)置在PCB板的進(jìn)風(fēng)口位置，所述電阻、變壓器設(shè)置在PCB板的出風(fēng)口位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB板級(jí)系統(tǒng)，其特征在于:每個(gè)元器件所述對(duì)應(yīng)的PCB板上都設(shè)有多個(gè)導(dǎo)熱孔，所述導(dǎo)熱孔沿PCB板的厚度方向貫穿所述PCB板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的PCB板級(jí)系統(tǒng)，其特征在于:所述每個(gè)導(dǎo)熱孔的兩端面及內(nèi)壁上鍍有金屬銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1- 6任意一項(xiàng)所述的PCB板級(jí)系統(tǒng)，其特征在于:在所述PCB板的進(jìn)風(fēng)口位置設(shè)有冷卻風(fēng)扇。
【文檔編號(hào)】H05K1/18GK204244561SQ201420067233
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】張益新 申請(qǐng)人:航天科工深圳（集團(tuán)）有限公司