對于硬件工程師而言，PCB 設計水平直接影響電子產品的性能與穩定性。在之前的系列文章中，我們探討了 PCB 設計的眾多關鍵要點，本文將繼續深入，聚焦一些容易被忽視卻又至關重要的方面，助力硬件工程師進一步提升 PCB 設計技能。

PCB布局設計

①高功率發熱元件是否放置在靠近 PCB 邊緣或通風口等易于散熱的區域？可利用 CFD（計算流體動力學）模擬軟件，分析不同放置位置的空氣流動與散熱效果，從而確定最佳位置。

②發熱元件之間是否保持足夠的間距以避免熱量聚集？可依據熱仿真分析結果，設定合適的間距值，保證熱量有效散發。發熱器件應盡可能分散布置，使 得單板表面熱耗均勻，有利于散熱。

③敏感元件是否遠離發熱元件？通過熱影響區域分析，確定敏感元件與發熱元件之間的安全距離。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 遠離高溫發熱器件，常見的熱敏感 的器件包括晶振、內存、CPU等。

電路板要把熱敏感元器件安排在最冷區域。對自然對流冷卻設備，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。對強迫對流冷卻設 備，可以把熱敏感元器件置于氣流入口處。

④ 參考板內流速分布特點進行器件布局設計，在特定風道內 面積較大的單板表面流速不可避免存在不均勻問題，流速大的 區域有利于散熱，充分考慮這一因素進行布局設計將會使單板 獲得較優良的散熱設計。

⑤對于通過PWB散熱的器件，由于依靠的是PWB的整體面積來散熱，因此即使器件處于局部風速低的區域內，也并不一定會有散熱問題，在進行充分熱分析驗證的基礎上，沒有必要片 面要求單板表面風速均勻。

⑥當沿著氣流來流方向布置的一系列器件都需要加散熱器時，器件盡量 沿著氣流方向錯列布置，可以降低上下游器件相互間的影響。如無法交錯 排列，也需要避免將高大的元器件（結構件等）放在高發熱元器件的上方。

⑦對于安裝散熱器的器件，空氣流經該器件時會產生繞流，對該器件兩 側的器件會起到換熱系數強化作用；對該器件下游的器件，換熱系數可能會加強，也可能會減弱，因此對于被散熱器遮擋的器件需要給出特別關注。 

⑧注意單板風阻均勻化的問題：單板上器件盡量分散均勻布置，避免沿 風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。

在電子設備運行時，芯片和其他元件會產生熱量，如果熱量不能有效散發，會導致元件性能下降甚至損壞。在布局時，要將發熱量大的元件（如功率芯片、大功率電阻等）放置在利于散熱的位置，比如靠近進風口，或者風速較大的位置。同時，要避免將對溫度敏感的元件（如晶體振蕩器、某些傳感器）放置在發熱元件附近，防止其性能受溫度影響。

例如，在設計一款工業控制板時，將功率 MOSFET 集中放置在 PCB 邊緣，并在其下方設置大面積的散熱銅箔，同時在銅箔上添加過孔，形成 “熱過孔”，有效增強了散熱效果。通過這種方式，該控制板在長時間高負載運行下，關鍵元件的溫度仍能保持在合理范圍內，確保了系統的穩定性。

PCB廠認為穩定的溫度環境對信號完整性也有積極影響。過熱可能導致元件參數漂移，進而影響信號傳輸的準確性和穩定性 ，良好的熱管理能為信號的穩定傳輸提供基礎條件。