前麵研究過：器件散熱管腳對應的PCB板銅皮鋪的麵積越大
，總熱阻就越低
，器件的溫升就越低，由於PCB板上其他元件及PCB本身尺寸的限製，散熱銅皮鋪設的麵積也就受到限製。那麼，對於多層PCB板，如何在各層鋪設銅皮，比較優化？

 

下麵以一個使用開關節點SW管腳來散熱的BUCK電源IC來研究這個問題
，輸入電壓：12V，輸出電壓：5V，輸出電流：4A，工作頻率：500KHz
，4層PCB板，1OZ覆銅。

 

PCB的設計1：開關節點SW管腳下麵，4層PCB板每層都鋪設相應的SW銅皮
，然後用多個過孔連接4層PCB的SW銅皮，特別是IC底部SW管腳下麵，布設多個過孔。

 

圖1：PCB的設計1

 

PCB的設計2：開關節點SW管腳下麵，4層PCB板每層都鋪設相應的SW銅皮，然後用多個過孔連接4層PCB的SW銅皮

，但是，IC底部SW管腳下麵沒有布設過孔。

 

圖2：PCB的設計2

 

PCB的設計3：開關節點SW管腳下麵，隻有PCB的頂層鋪設SW銅皮，其他層對應的位置，鏤空。

 

圖3：PCB的設計3

 

PCB的設計4：開關節點SW管腳下麵，隻有PCB板的頂層鋪設SW銅皮，其他層對應的位置都為GND銅皮平麵。

 

圖4：PCB的設計4

 

測量4種條件下IC的溫度
，結果如圖5
、圖6、圖7、圖8所示。

 

圖5：PCB設計1的IC溫度

 

圖6：PCB設計2的IC溫度

 

圖7：PCB設計3的IC溫度

 

圖8：PCB設計4的IC溫度

 

由實驗的結果，可以得到以下結論：

 

（1）電源IC芯(xin)片(pian)用(yong)來(lai)散(san)熱(re)的(de)管(guan)腳(jiao)，使(shi)用(yong)大(da)的(de)散(san)熱(re)銅(tong)皮(pi)和(he)多(duo)層(ceng)銅(tong)皮(pi)，直(zhi)接(jie)在(zai)散(san)熱(re)管(guan)腳(jiao)下(xia)麵(mian)布(bu)設(she)過(guo)孔(kong)連(lian)接(jie)這(zhe)些(xie)多(duo)層(ceng)銅(tong)皮(pi)，可(ke)以(yi)極(ji)大(da)提(ti)高(gao)散(san)熱(re)性(xing)能(neng)。但(dan)是(shi)，多(duo)層(ceng)鋪(pu)設(she)SW銅皮，如果SW管腳下麵不直接布設過孔，會極大影響散熱性能。

 

（2）多層PCB板，即使僅有頂層鋪設SW銅皮
，隻要第2層鋪設GND銅皮平麵，可以達到多層鋪設SW銅皮同樣的散熱效果。由於頂層和第2層的距離比較近，熱量可以有效的通過傳導和輻射的方式，到達第2層GDN平麵，然後散出去；而且，這種設計對係統的幹擾最小。

 

（3）隻有頂層孤島的銅皮
、下方鏤空的設計

，散熱效果最差。

來源：鬆哥電源  作者：劉鬆 王傳喜