白皮书

克服印刷电路板热设计过程中的热问题

印刷电路板上叠加的 PCB 热设计数字孪生

设计师通常是在平衡功耗、性能和面积 (PPA) 这些属性的详细设计过程中确定印刷电路板 (PCB) 性能以及任何相关热问题。PCB 设计的元器件选择和布局阶段通常会确定所有热问题。在此阶段之后,如果元器件太热,只能采取补救措施。

机械工程师通常负责产品的热完整性。他们应当向电子工程师提供尽可能多的反馈意见以指导设计,尽早在设计过程中优化其所做选择的热影响。

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在热设计阶段优化印刷电路板性能

设计师可以在热设计阶段早期开始合作,以优化印刷电路板性能。机械工程师可帮助选择封装和理想元器件位置,以利用系统气流进行散热。尽管成本通常是选择封装和理想元器件位置的主要推动因素,但温度和冷却也会对性能和总体成本产生影响。

印刷电路板热设计的主要考虑事项

PCB 热设计使用元器件温度作为从热角度考虑设计是否可接受的主要衡量指标。某些集成电路 (IC) 提供多种封装样式,但从热角度看,并非所有封装样式的性能都一样好。通过与设计团队紧密合作并提供这一输入信息,热性能更有可能成为封装选择标准的考虑事项。工程师们还可以共享密切相关的热指标,比较候选组件的热性能。

在设计流程中提前考虑印刷电路板热设计

通过运用协同式设计,在设计流程中提前考虑印刷电路板热设计问题。这两个团队可以同步进行机械角度的热设计与电气角度的热设计。与单一流程相比,此方法可以更快完成设计,且可靠性更高、结果更好。

向 PCB 设计团队提供热仿真反馈结果

尽早在此过程中向 PCB 设计团队提供热仿真反馈结果,就能更好地掌握热设计。尽管早期阶段的主仿真结果比较粗糙,电路板上的气流分布和相应的板温图却极具参考价值。它们可以显示如何处理可用的冷却空气,以及对元器件温度可能造成的影响。

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