在電子設(shè)備的生產(chǎn)和測(cè)試過(guò)程中，PCBA（印制電路板組裝）異常發(fā)熱是一個(gè)常見(jiàn)且棘手的問(wèn)題。過(guò)高的溫度不僅會(huì)影響設(shè)備的性能，還可能導(dǎo)致元器件損壞甚至設(shè)備報(bào)廢。因此，快速定位發(fā)熱原因并采取有效的解決措施至關(guān)重要。本文將從設(shè)計(jì)、材料和測(cè)試三個(gè)方面，詳細(xì)探討PCBA異常發(fā)熱的排查思路與解決方法。

一、PCBA異常發(fā)熱的常見(jiàn)原因

設(shè)計(jì)缺陷

PCB設(shè)計(jì)階段的缺陷是導(dǎo)致發(fā)熱問(wèn)題的重要原因。例如：

布局不合理：發(fā)熱量大的元器件過(guò)于集中，熱量難以散發(fā)。

走線問(wèn)題：銅箔面積不足或走線過(guò)窄，導(dǎo)致熱量傳導(dǎo)效率低。

散熱設(shè)計(jì)不足：未預(yù)留足夠的散熱空間或未設(shè)計(jì)有效的散熱通道。

材料選擇不當(dāng)

PCB基材的熱傳導(dǎo)性能直接影響散熱效果。如果選用的材料熱阻較高，熱量無(wú)法快速傳遞到外部環(huán)境，會(huì)導(dǎo)致局部溫升過(guò)高。

元器件問(wèn)題

功率器件發(fā)熱：大功率元器件在工作時(shí)產(chǎn)生大量熱量，若未配備散熱裝置，容易引發(fā)局部高溫。

元器件故障：如電容或芯片損壞，可能導(dǎo)致電流異常，進(jìn)一步加劇發(fā)熱。

制造工藝問(wèn)題

焊接不良：虛焊或橋接可能導(dǎo)致電流異常分布，從而引發(fā)局部過(guò)熱。

殘留物影響：助焊劑或焊錫膏的殘留物可能腐蝕電路，造成漏電或短路。

外部環(huán)境因素

高溫環(huán)境：設(shè)備在極端溫度條件下運(yùn)行，散熱壓力增大。

通風(fēng)不足：設(shè)備內(nèi)部空氣流通不暢，熱量積聚。

二、排查異常發(fā)熱的步驟與方法

外觀檢查

首先通過(guò)目視檢查PCBA是否有明顯的物理?yè)p壞，如燒焦、開(kāi)裂或鼓包的電容。同時(shí)檢查焊點(diǎn)是否存在虛焊或短路現(xiàn)象。

熱成像儀檢測(cè)

使用熱成像儀掃描PCBA表面，快速定位溫度異常區(qū)域。這種方法直觀高效，尤其適用于復(fù)雜電路板的熱點(diǎn)識(shí)別。

發(fā)熱分析法

將PCBA接通直流穩(wěn)壓電源，設(shè)置限流模式，逐步調(diào)整電流，觀察發(fā)熱區(qū)域。

通過(guò)觸摸或熱成像儀確認(rèn)具體發(fā)熱點(diǎn)，從而判斷問(wèn)題是否由短路或元器件故障引起。

電路測(cè)試

使用萬(wàn)用表檢測(cè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓和電阻，判斷電源或負(fù)載是否存在異常。

采用邊界掃描測(cè)試技術(shù)，檢查芯片引腳狀態(tài)，定位芯片級(jí)故障。

數(shù)據(jù)分析與記錄

記錄發(fā)熱現(xiàn)象、測(cè)試數(shù)據(jù)及排查過(guò)程，建立故障數(shù)據(jù)庫(kù)，分析常見(jiàn)問(wèn)題模式，為后續(xù)優(yōu)化提供依據(jù)。

三、解決PCBA異常發(fā)熱的有效措施

優(yōu)化設(shè)計(jì)

合理布局：將發(fā)熱元件分散布置，避免熱量集中。

增加銅箔面積：在電源層和接地層增加銅箔面積，提升熱傳導(dǎo)效率。

設(shè)計(jì)散熱通道：通過(guò)通風(fēng)孔或風(fēng)道結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)空氣流動(dòng)，加速散熱。

選用合適的散熱材料

導(dǎo)熱硅脂和導(dǎo)熱膠墊：填充發(fā)熱元件與散熱片之間的空隙，提高熱傳遞效率。

散熱片和石墨片：增加散熱面積，快速傳導(dǎo)熱量，適用于高發(fā)熱密度區(qū)域。

改進(jìn)制造工藝

優(yōu)化焊接工藝：確保焊點(diǎn)質(zhì)量，避免虛焊或橋接。

清理殘留物：及時(shí)清除助焊劑和焊錫膏殘留，防止腐蝕和短路。

加強(qiáng)散熱測(cè)試與監(jiān)控

在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行熱仿真，預(yù)測(cè)熱點(diǎn)區(qū)域，并在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)熱成像儀實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保散熱效果符合要求。

四、總結(jié)

PCBA異常發(fā)熱的排查與解決需要從設(shè)計(jì)、材料、制造和測(cè)試等多個(gè)環(huán)節(jié)入手。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)的材料選擇以及科學(xué)的測(cè)試方法，可以有效降低發(fā)熱風(fēng)險(xiǎn)，提升設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。希望本文分享的經(jīng)驗(yàn)?zāi)転橄嚓P(guān)從業(yè)者提供參考，助力解決實(shí)際生產(chǎn)中的散熱難題。