五、單板強(qiáng)化散熱措施
1、PWB熱特性
1）FR4導(dǎo)熱系數(shù)0.3W /(m*K),銅導(dǎo)熱系數(shù)380W /(m*K)。
2）PWB是FR4和銅組成的分層復(fù)合結(jié)構(gòu)，由于Cu與基材導(dǎo)熱性能的差 異，多層PCB基板導(dǎo)熱特性為各向異性，整體的導(dǎo)熱系數(shù)是各向異性 的，相似的材料如石墨、木材。
3）在PWB平面方向?qū)嵯禂?shù)高，一般范圍在10～45W/(m*K)
4）在PWB法線方向?qū)嵯禂?shù)很低，0.3W /(m*K)附近。

2、PWB強(qiáng)化散熱措施
針對(duì)PWB的特點(diǎn)，PWB強(qiáng)化散熱的核心思路為：
1、把器件的熱量傳遞到PWB內(nèi)部，減少器件向PWB的傳熱熱 阻，可采取的強(qiáng)化散熱措施是：在單板上打過(guò)孔?在單板表面鋪銅皮

2、把PWB一點(diǎn)積聚的熱量（從器件傳入的）擴(kuò)散到整體PWB 的表面，再通過(guò)對(duì)流和輻射傳遞到外界環(huán)境中，可采取的板 級(jí)強(qiáng)化散熱措施是：?
增加單板含銅量，降低熱量在單板平面方向傳遞的擴(kuò)展 熱阻。

1）散熱過(guò)孔設(shè)計(jì)
散熱過(guò)孔主要作用是層與層之間的熱連接以及增加法向上的導(dǎo)熱能力。
單考慮過(guò)孔是沒(méi)有意義的，因?yàn)闊崃勘仨殢乃闹軈R集到過(guò)孔的位置，因此必 須考慮過(guò)孔區(qū)域整體的傳熱情況。
單純從導(dǎo)熱系數(shù)的分析看，是否塞孔 對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)影響很小。
? 不塞孔容易產(chǎn)生漏錫，焊接面有空穴。 焊錫漏到背面影響平整度。
? 從實(shí)際的熱測(cè)試對(duì)比看，三種處理方 式的散熱效果排序?yàn)椋?br /> ?
塞焊錫>塞阻焊>不塞孔

PWB上設(shè)計(jì)有大量的過(guò)孔，但對(duì)于熱設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，真正起到散熱作用 的只有器件PAD底部的過(guò)孔和器件接地管腳旁邊的幾個(gè)過(guò)孔，這部分過(guò) 孔的設(shè)計(jì)就非常重要。過(guò)孔的作用是把器件的熱量傳遞到器件正下方的 PWB內(nèi)，并不能實(shí)現(xiàn)熱量在PWB內(nèi)的擴(kuò)散。增加過(guò)孔的數(shù)量可以降低器 件與PWB的傳熱熱阻，但是過(guò)孔達(dá)到一定量后對(duì)散熱的改進(jìn)幅度會(huì)降 低，另外過(guò)孔設(shè)計(jì)也收到單板工藝能力的限制，可以通過(guò)熱分析優(yōu)化確 定過(guò)孔的數(shù)量。熱設(shè)計(jì) http://m.0532yewu.com
測(cè)試和分析研究表明，散熱最優(yōu)的過(guò)孔設(shè)計(jì)方案為：孔徑10～ 12mil，孔中心間距30～40mil，也可以根據(jù)器件的熱耗水平和溫度控 制要求對(duì)過(guò)孔數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化

PWB銅皮的作用是把局部傳入PWB的熱量擴(kuò)展到更大的范圍 內(nèi)，因此增加銅皮的厚度可以增強(qiáng)傳熱效果。PWB內(nèi)銅皮只有連續(xù) 的銅皮才能起到傳遞熱量的作用，因此需要注意銅皮的分割。
2）增加散熱銅箔的層數(shù)、銅箔厚度對(duì)于平面方向的導(dǎo)熱性能改善高于法向方向 上導(dǎo)熱性能的改善。

增加散熱銅皮面積，對(duì)底部散熱型器件的散熱能力增強(qiáng)。面積增加對(duì)器件散熱能力改善有效性有范圍。

板級(jí)流量管理技術(shù)
?
局部交叉風(fēng)道技術(shù)，通過(guò)二次引入冷卻氣流強(qiáng)化后端級(jí)聯(lián)器件散熱，實(shí)現(xiàn)流量按需分配，降低單板上器件的級(jí)聯(lián)效 應(yīng)50％。該技術(shù)解決了UTP 40個(gè)雙層級(jí)聯(lián)光模塊的散熱難題，比原系統(tǒng)支持光模塊數(shù)量增加28個(gè)，友商尺寸規(guī)格單 板目前只支持24個(gè)光模塊的級(jí)聯(lián)使用。目前該項(xiàng)技術(shù)在數(shù)通NE40應(yīng)用，可以達(dá)到CISCO的出線陣列數(shù)量的最高水平。 光網(wǎng)6800高密排布單板中準(zhǔn)備應(yīng)用該技術(shù)。
?
旁流抑制技術(shù)（Bypass Control Technology，BCT），通過(guò)開發(fā)漏斗形進(jìn)風(fēng)口、導(dǎo)流板等氣流管理模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)特 定器件區(qū)域的局部強(qiáng)化，以利用氣流的沖刷效應(yīng)達(dá)成改善HOTSPOT器件散熱的目的。該技術(shù)在滿足同等系統(tǒng)功耗條件 下，可降低風(fēng)量需求15%。該技術(shù)在光網(wǎng)6040系統(tǒng)LOM單板上應(yīng)用，使電源模塊溫度降低達(dá)25℃，解決瓶頸散熱問(wèn)題 ； 數(shù)通NE40E－4系統(tǒng)Lanswitch單板采用該技術(shù)后光模塊殼溫對(duì)比降低達(dá)10℃，支撐數(shù)通單槽位450W散熱能力；

六、單板布局原則
1、基本原則
1）發(fā)熱器件應(yīng)盡可能分散布置，使 得單板表面熱耗均勻，有利于散熱。
2）不要使熱敏感器件或功耗大的器 件彼此靠近放置，使得熱敏感器件 遠(yuǎn)離高溫發(fā)熱器件，常見的熱敏感 的器件包括晶振、內(nèi)存、CPU等。
3）要把熱敏感元器件安排在最冷區(qū) 域。對(duì)自然對(duì)流冷卻設(shè)備，如果外 殼密封，要把熱敏感器件置于底 部，其它元器件置于上部；如果外 殼不密封，要把熱敏感器件置于冷 空氣的入口處。對(duì)強(qiáng)迫對(duì)流冷卻設(shè) 備，可以把熱敏感元器件置于氣流 入口處。

2、強(qiáng)迫風(fēng)冷的器件布局原則
1) 參考板內(nèi)流速分布特點(diǎn)進(jìn)行器件布局設(shè)計(jì)，在特定風(fēng)道內(nèi) 面積較大的單板表面流速不可避免存在不均勻問(wèn)題，流速大的 區(qū)域有利于散熱，充分考慮這一因素進(jìn)行布局設(shè)計(jì)將會(huì)使單板 獲得較優(yōu)良的散熱設(shè)計(jì)。
2）對(duì)于通過(guò)PWB散熱的器件，由于依靠的是PWB的整體面積 來(lái)散熱，因此即使器件處于局部風(fēng)速低的區(qū)域內(nèi)，也并不一定 會(huì)有散熱問(wèn)題，在進(jìn)行充分熱分析驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，沒(méi)有必要片 面要求單板表面風(fēng)速均勻。
3) 當(dāng)沿著氣流來(lái)流方向布置的一系列器件都需要加散熱器時(shí)，器件盡量 沿著氣流方向錯(cuò)列布置，可以降低上下游器件相互間的影響。如無(wú)法交錯(cuò) 排列，也需要避免將高大的元器件（結(jié)構(gòu)件等）放在高發(fā)熱元器件的上方。
4）對(duì)于安裝散熱器的器件，空氣流經(jīng)該器件時(shí)會(huì)產(chǎn)生繞流，對(duì)該器件兩 側(cè)的器件會(huì)起到換熱系數(shù)強(qiáng)化作用；對(duì)該器件下游的器件，換熱系數(shù)可 能會(huì)加強(qiáng)，也可能會(huì)減弱，因此對(duì)于被散熱器遮擋的器件需要給出特別 關(guān)注。
5）注意單板風(fēng)阻均勻化的問(wèn)題：?jiǎn)伟迳掀骷M量分散均勻布置，避免沿 風(fēng)道方向留有較大的空域，從而影響單板元器件的整體散熱效果。
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