Elektronisches Design - Wärmeleistung der Leiterplatte und Anzahl der Leiterplatten-Durchgänge

1. Detaillierte Analyse der Wärmeleistung von Leiterplatten

Viele Leiterplattenkomponenten mit schlechter Berücksichtigung des PCB-thermischen Designs stoßen auf Probleme wie Versagen metallisierter Löcher und Risse von Lötstellen während der Verarbeitung. Auch wenn keine Probleme in der Montage gefunden werden, Die ganze Maschine oder das System kann am Anfang noch stabil arbeiten, aber nach einer langen Zeit des Dauerbetriebs, Die Komponenten erzeugen Wärme und die Wärme wird nicht richtig abgeführt, die bewirkt, dass sich der Temperaturkoeffizient der Komponenten ändert und abnormal arbeitet. Es wird viele Probleme in der Maschine oder im System geben. Wenn die Hitze zu groß ist, es kann sogar Komponentenfehler verursachen, Rissbildung der Lötstelle, Versagen metallisierter Löcher, oder Verformung der PCB-Substrat. Daher, Die thermische Analyse muss bei der PCB-Konstruktion sorgfältig durchgeführt werden, und entsprechende Maßnahmen sollten für verschiedene Temperaturänderungen ergriffen werden, um den Anstieg der Produkttemperatur zu verringern oder Temperaturänderungen zu verringern, und um den Grad der thermischen Belastung beim Schweißen der Leiterplattenmontage und der Arbeit während der Montage aufrechtzuerhalten. Die Teile können normal geschweißt werden und das Produkt kann normal arbeiten. Bei der Analyse der thermischen Leistung von Leiterplatten, Es kann im Allgemeinen aus folgenden Aspekten analysiert werden.

1: Stromverbrauch: Stromverbrauch pro Flächeneinheit; Verteilung des Stromverbrauchs auf der Leiterplatte.

2: PCB-Struktur: PCB-Größe; Leiterplattenmaterial.

3: PCB-Installationsmethode: vertikale Installation oder horizontale Installation; den Dichtzustand und den Abstand zum Chassis.

4: Thermische Strahlung: der Emissionsgrad der Leiterplattenoberfläche; die Temperaturdifferenz zwischen der Leiterplatte und angrenzenden Oberflächen und deren absolute Temperatur.

5: Wärmeleitung: installieren Sie den Heizkörper; Leitung von anderen Installationsbauteilen.

6: Thermische Konvektion: natürliche Konvektion; erzwungene Kühlkonvektion. Die Analyse der oben genannten Faktoren ist eine effektive Möglichkeit, das Problem des PCB-Temperaturanstiegs zu lösen. Diese Faktoren sind in einem Produkt und System oft miteinander verknüpft und abhängig. Die meisten Faktoren sollten entsprechend der Ist-Situation analysiert werden, und nur für eine bestimmte Ist-Situation können wir Parameter wie Temperaturanstieg und Stromverbrauch genauer berechnen oder schätzen.

Zweitens der Einfluss der Anzahl der PCB-Durchgänge auf die Qualität der neuen Zahl

Der Einfluss der Anzahl der Leiterplatten-Durchgänge auf das Signal muss überprüft werden. Tatsächlich hat jedes Durchgang einen kleinen Hochfrequenzverlust, und das Durchgang hat einen kapazitiven Effekt, der die Dämpfung der Oberschwingungen hoher Ordnung des Signals verursacht, was sich als langsamere Signalanstiegszeit manifestiert. Bei einem Durchgang ist der dadurch verursachte Aufprall im Vergleich zur Dämpfung durch die gesamte Spur unbedeutend. Die Dämpfung durch die Via ist vernachlässigbar, und der Anstiegszeitbereich von 0.5～1.0ns (500～1000ps) wird vom Konstrukteur verwendet. Bei Bauteilen (oder schneller) ist die Randverlangsamung von Dutzenden Pikosekunden durch ein Via relativ unbedeutend. Bei sehr schnellen Designs sollte der Einfluss mehrerer Durchkontaktierungen berücksichtigt und minimiert werden. Anzahl der Löcher.

Vias führen auch dazu, dass die Signalübertragungszeit länger wird. Generell beträgt die Wirkung eines Durchgangs etwa einige hundert Pikosekunden der Spurenverzögerung. Bei langen Spuren auf der Backplane kann auch der Effekt eines Durchgangs ignoriert werden.

Vorschläge für Vias in der PCB-Design Prozess:

Minimieren Sie die Anzahl der Durchgänge.

Beim Wechsel der Verdrahtungsschichten ist es vorzuziehen, zwischen Ebenen mit kontinuierlicher Impedanz zu wechseln.

Bei Signalen unter 1GHz wird der internen Verdrahtung Vorrang eingeräumt, um die Wirkung von Strahlung zu reduzieren, anstatt Durchkontaktierungen zu vermeiden.