探讨几个因素对PCB散热的影响

温度是限制器件功率和性能的关键因素之一。任何功率类芯片应用工程师在设计时都要注意热阻的问题。当θJC已经相对较低的时候，θJA的降低就尤为重要，而热阻θJA是高度依赖于PCB的设计。下文以TSSOP28为例，通过几个实验，探讨几个因素对散热的影响。下图A是几乎走线很少的理想板子，B是周边走线，靠中间散热pad和上下散热，C是扩大散热面积。

表右侧是热阻测试结果。

过孔相同的前提下，对5个大小相同的板子做对比，ABCD为4层板，对比结果如上图。

结果上看到几个结论

4层板比2层板有显著散热作用；

Dog bond对散热的帮助，虽然从绝对值上看不大，但是随着功耗的增加，相对比例上帮助散热有不少作用，这个值得强调的是top层芯片左右是pin脚无法散热，上下方向尽量不要走线，尽可能的增大dog bond面积。

顶部和底部的阻焊层散热有作用；

铺铜面积对散热有帮助；

除了以上因素过孔的大小，数量和通孔结构也影响散热，下图展示2层板和4层板过孔对散热的影响曲线。

从图可以看出，过孔数量是有个平衡点的，太多的过孔未必能改善热传递。另外这个是跟封装尺寸有关的，以0.33mm（13mil）过孔为例，示例如下

另外散热是die向周边传导，下图是个2层板的热辐射图，供参考导热设计。

原理图设计对散热的帮助：

除了PCB和散热片设计，还有要关注电路的设计。带电池的音箱为例，发热量最大的两个芯片是DC-DC升压和功放。特别市场需求功率越来越大，例如功放输出2X25W（THD+N=1%）的需求，需要电池升压芯片到16V左右。

从电池电压升压到16V，并持续拉大电流时，芯片效率会随着发热上升而逐渐降低，并且本身压差越大升压芯片效率越低，效率越低发热量就会继续加大。

同样功放的原理也是一样，输出端PWM波形的高低电平就是PVDD和GND，PVDD越高效率越低，功放越容易发烫。

所以如果PVDD电压变低，既能解决DCDC的效率问题，也能解决功放的效率问题，一石二鸟的双赢。要实现这个功能，可以利用ACM3108的CLASS H功能，这个功能的原理如下：

ACM3108根据音乐信号特点，提供了控制信号控制芯片的FB，从而控制升压PVDD

随着PVDD的变化，升压和功放的效率双双提高，播放音乐时，整体发热量大幅度降低，同时播放时长也得到40%左右的提高。