Progettazione PCB - Prestazioni termiche PCB e numero di PCB vias

1. Analisi dettagliata delle prestazioni termiche PCB

Molti assemblaggi di schede stampate con scarsa considerazione della progettazione termica PCB incontreranno problemi come il fallimento dei fori metallizzati e la rottura dei giunti di saldatura durante la lavorazione. Anche se non si riscontrano problemi nell'assemblaggio, l'intera macchina o il sistema possono ancora funzionare stabilmente all'inizio, ma dopo un lungo periodo di funzionamento continuo, i componenti genereranno calore e il calore non verrà dissipato correttamente, il che causa il coefficiente di temperatura dei componenti per cambiare e lavorare in modo anomalo. Ci saranno molti problemi nella macchina o nel sistema. Quando il calore è troppo grande, può anche causare guasto dei componenti, cracking del giunto di saldatura, guasto dei fori metallizzati o deformazione del substrato PCB. Pertanto, l'analisi termica deve essere eseguita con attenzione durante la progettazione del PCB e devono essere adottate misure corrispondenti per vari cambiamenti di temperatura per ridurre l'aumento della temperatura del prodotto o ridurre i cambiamenti di temperatura e per mantenere il grado di stress termico sulla saldatura e sul lavoro dell'assemblaggio del PCB durante il montaggio. Le parti possono essere saldate normalmente e il prodotto può funzionare normalmente. Quando si analizzano le prestazioni termiche del PCB, generalmente può essere analizzato dai seguenti aspetti.

1: Consumo di energia elettrica: consumo di energia per unità di area; distribuzione del consumo energetico sul PCB.

2: struttura PCB: dimensione PCB; Materiale PCB.

3: metodo di installazione PCB: installazione verticale o installazione orizzontale; le condizioni di tenuta e la distanza dal telaio.

4: Radiazione termica: l'emissività della superficie PCB; la differenza di temperatura tra il PCB e le superfici adiacenti e la loro temperatura assoluta.

5: Conduzione di calore: installare il radiatore; conduzione di altre parti strutturali dell'installazione.

6: Convezione termica: convezione naturale; convezione di raffreddamento forzato. L'analisi dei fattori di cui sopra è un modo efficace per risolvere il problema dell'aumento della temperatura PCB. Questi fattori sono spesso interconnessi e dipendenti in un prodotto e in un sistema. La maggior parte dei fattori dovrebbe essere analizzata in base alla situazione reale e solo per una specifica situazione reale possiamo calcolare o stimare parametri come aumento della temperatura e consumo energetico in modo più corretto.

In secondo luogo, l'impatto del numero di PCB vias sulla qualità del nuovo numero

L'influenza del numero di PCB vias sul segnale deve essere verificata. Infatti, ogni via ha una piccola perdita ad alta frequenza e la via ha un effetto capacitivo, che causerà l'attenuazione delle armoniche di alto ordine del segnale, che si manifesta come un tempo di aumento del segnale più lento. Per una via, l'impatto causato da esso è insignificante rispetto all'attenuazione causata dall'intera traccia. L'attenuazione causata dalla via è trascurabile e l'intervallo di tempo di salita di 0.5～1.0ns (500～1000ps) è utilizzato dal progettista. Per i componenti (o più veloci), il rallentamento del bordo di decine di picosecondi causato da una via è relativamente insignificante. Per i progetti ad alta velocità, l'impatto di più vie deve essere considerato e deve essere minimizzato. Numero di buchi.

Vias causerà anche il tempo di trasmissione del segnale per diventare più lungo. Generalmente, l'effetto di una via è di circa poche centinaia di picosecondi di ritardo di traccia. Per lunghe tracce sul backplane, anche l'effetto di una via può essere ignorato.

Suggerimenti per vias nel processo di progettazione PCB:

Riduci al minimo il numero di vias.

Quando si cambiano gli strati di cablaggio, è preferibile passare da un piano all'altro con impedenza continua.

Per i segnali inferiori a 1GHz, la priorità è data al cablaggio interno per ridurre l'effetto delle radiazioni, piuttosto che evitare vias.