當(dāng)我第一次學(xué)習(xí)電子和電路設(shè)計時，我經(jīng)常聽到老工程師說好的工程師也是非常好的技術(shù)人員。換句話說，僅了解電路板的性能目標(biāo)并創(chuàng)建電路布局以實現(xiàn)這些目標(biāo)是不夠的。此外，您還必須了解董事會的構(gòu)建方式以及原因。不用說，我發(fā)現(xiàn)這是正確的，因為如果在設(shè)計過程中不考慮這些問題，那么在制造過程中可能會出現(xiàn)許多問題。

在制造和操作過程中，PCB的最大問題或威脅之一就是熱量。具有諷刺意味的是，熱量是制造過程中不可或缺的一部分，尤其是在將組件焊接到板上的裝配過程中。實際上，對于表面貼裝技術(shù)，使用回流焊爐，并且電路板要經(jīng)受相當(dāng)長的一段時間。

評估電路板將要承受的溫度是好的PCB設(shè)計的一個方面，它需要了解熱量的分布方式以及電路板溫度變化或熱擴散率。該參數(shù)主要取決于電路板的材料及其厚度，并且通常通過應(yīng)用激光閃光分析（LFA）來確定。在首先明確定義要確定的熱擴散率之后，讓我們看看如何為PCB制造LSA。然后，我們將準(zhǔn)備提出一種將這種熱管理納入設(shè)計過程的方法。

了解PCBA的熱擴散率

除非處理高功率PCB，否則熱量管理通常不是主要考慮因素，因為在大功率PCB上，散熱或散熱至關(guān)重要。這確實非常重要；但是，這只是良好的熱管理的一方面。為了獲得更好，更全面的觀點，定義一些術(shù)語可能很有幫助。

PCB熱管理條款：

散熱

散熱是從電路板上去除多余熱量的過程。有許多技術(shù)可以實現(xiàn)這一目標(biāo)。包括使用大功率部件的散熱器和地理位置優(yōu)越的散熱孔。散熱是運行期間的主要散熱問題。

熱分布

對于PCB組裝，必須升高電路板的溫度。如果使用無鉛焊料，則這些溫度可能約為250°C（482°F）。與PCB操作（目標(biāo)是盡可能快地消除多余的熱量）相反，制造過程中確保熱量的均勻分布是獲得高質(zhì)量焊點的目的。

熱擴散率

除非人為強迫或泵送，否則熱量總是從較高的溫度傳遞到較低的溫度。熱擴散率是電路板發(fā)生這種轉(zhuǎn)移的速率。

從這些定義中，我們可以看到，熱擴散率是在操作過程中以及在制造過程中進行分配時耗散的重要參數(shù)。現(xiàn)在，讓我們看看如何為制造確定此參數(shù)。

用于PCB制造的激光閃光分析？

激光閃光分析（LFA）設(shè)備

在上圖中，顯示了用于執(zhí)行LFA的設(shè)備的示例。圖中的示例代表了板材。該測試通常在封閉的機器中進行，并通過軟件分析結(jié)果。關(guān)注的參數(shù)是熱擴散率，可以使用以下公式確定：

（1）α= K /（?c p）

α是熱擴散率

k是熱導(dǎo)率，

?是材料密度，

c p是比熱容。

等式的所有變量。（1）與溫度有關(guān)。這允許確定溫度升高時的變化。有了這些數(shù)據(jù)，就可以為您的設(shè)計實現(xiàn)準(zhǔn)確的熱分析，從而實現(xiàn)有效的熱管理。

PCBA制造中的激光閃光分析設(shè)計

LSA的結(jié)果可用于確保針對您的制造過程優(yōu)化所選的板材料和PCB布局。另外，可以使用Cadence的Celsius Thermal Solver來完成包括電熱協(xié)同仿真在內(nèi)的綜合熱管理策略。

Cadence攝氏溫度求解器

如上所示，攝氏溫度允許您評估電路板的熱分布，也可以將其與電氣分析結(jié)合起來以計劃您的散熱策略。

Cadence的PCB設(shè)計和分析平臺是一個先進的綜合系統(tǒng)設(shè)計工具，可為您提供集成設(shè)計，SI / PI分析和熱管理。借助Allegro，您可以優(yōu)化制造設(shè)計，并更快，較高質(zhì)量地制造電路板。
編輯：hfy