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铜皮与热过孔如何协同

在电源、电机驱动、LED照明、工业控制等高功率电子产品开发中,工程师经常会遇到这样的问题:

  • MOS管温度居高不下;
  • DCDC芯片频繁过温保护;
  • MCU莫名重启;
  • 功率器件寿命远低于预期;

很多人第一反应是:

铜皮铺得不够大。

于是不断增加铺铜面积、增加过孔数量,结果温度改善并不明显,甚至出现“铜皮越大反而越热”的情况。

究其根本,PCB散热并不是简单的“堆铜”,而是一门关于热传导路径设计的工程学。

真正优秀的散热设计,核心不在于铜有多少,而在于:

热量是否能够以最低热阻路径,从热源快速传递到空气中。


一、理解PCB散热的本质

任何电子设备的散热都离不开三种传热方式:

  • 热传导
  • 热对流
  • 热辐射

对于PCB而言,真正起决定作用的是前两者。


1. 热传导:热量在板内移动

热量总会从高温区域流向低温区域。

而不同材料的导热能力差异极其巨大:

材料
热导率(W/m·K)
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