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技術(shù)專(zhuān)題
PCB設計用于制造業(yè)中激光閃光的分析
當我第一次學(xué)習電子和電路設計時(shí)，我經(jīng)常聽(tīng)到老工程師說(shuō)好的工程師也是非常好的技術(shù)人員。換句話(huà)說(shuō)，僅了解電路板的性能目標并創(chuàng )建電路布局以實(shí)現這些目標是不夠的。此外，您還必須了解董事會(huì )的構建方式以及原因。不用說(shuō)，我發(fā)現這是正確的，因為如果在設計過(guò)程中不考慮這些問(wèn)題，那么在制造過(guò)程中可能會(huì )出現許多問(wèn)題。
在制造和操作過(guò)程中，PCB的最大問(wèn)題或威脅之一就是熱量。具有諷刺意味的是，熱量是制造過(guò)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(guò)程中。實(shí)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)受相當長(cháng)的一段時(shí)間。
評估電路板將要承受的溫度是好的PCB設計的一個(gè)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。該參數主要取決于電路板的材料及其厚度，并且通常通過(guò)應用激光閃光分析（LFA）來(lái)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，我們將準備提出一種將這種熱管理納入設計過(guò)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(shí)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(guān)點(diǎn)，定義一些術(shù)語(yǔ)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(guò)程。有許多技術(shù)可以實(shí)現這一目標。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(wèn)題。
熱分布
對于PCB組裝，必須升高電路板的溫度。如果使用無(wú)鉛焊料，則這些溫度可能約為250°C（482°F）。與PCB操作（目標是盡可能快地消除多余的熱量）相反，制造過(guò)程中確保熱量的均勻分布是獲得高質(zhì)量焊點(diǎn)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(guò)程中以及在制造過(guò)程中進(jìn)行分配時(shí)耗散的重要參數?，F在，讓我們看看如何為制造確定此參數。
用于PCB制造的激光閃光分析？
激光閃光分析（LFA）設備
在上圖中，顯示了用于執行LFA的設備的示例。圖中的示例代表了板材。該測試通常在封閉的機器中進(jìn)行，并通過(guò)軟件分析結果。關(guān)注的參數是熱擴散率，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(shí)的變化。有了這些數據，就可以為您的設計實(shí)現準確的熱分析，從而實(shí)現有效的熱管理。
PCBA制造中的激光閃光分析設計
LSA的結果可用于確保針對您的制造過(guò)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(lái)完成包括電熱協(xié)同仿真在內的綜合熱管理策略。
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合起來(lái)以計劃您的散熱策略。
Cadence的PCB設計和分析平臺是一個(gè)先進(jìn)的綜合系統設計工具，可為您提供集成設計，SI / PI分析和熱管理。借助Allegro，您可以?xún)?yōu)化制造設計，并更快，較高質(zhì)量地制造電路板
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