PCB可靠性在汽車應(yīng)用中至關(guān)重要

　　前言、背景

　　汽車電子其實并非與其它復(fù)雜電子產(chǎn)品完全不同：多個中央處理器、網(wǎng)絡(luò)、實時數(shù)據(jù)收集，以及極為復(fù)雜的 PCB。汽車行業(yè)的設(shè)計壓力與其它類型的電子產(chǎn)品相似：設(shè)計時間短，市場競爭激烈。那么汽車電子與例如一些高端娛樂產(chǎn)品電子之間有什么區(qū)別?天壤之別!如果PCB在娛樂產(chǎn)品中發(fā)生故障，人們的性命不受威脅;但要是在汽車中發(fā)生故障，人們的性命就岌岌可危了。因此，汽車電子部件的可靠性設(shè)計是設(shè)計過程中需要考慮的一個主要方面。

　　全文要點與大綱如下：

　　a.時間和費用壓力

　　與承受著設(shè)計時間和開發(fā)費用壓力的所有產(chǎn)品一樣，汽車部件也不例外。一項開發(fā)實踐能給電子產(chǎn)品公司滿足這些基本商業(yè)目標(biāo)提供很大幫助，它是使用虛擬樣機來對設(shè)計進行分析，并且無需費用和時間來建立多種物理樣機，測試這些模型以及根據(jù)測試結(jié)果做出遞增修改。另外，影響產(chǎn)品可靠性的許多因素需要經(jīng)過數(shù)周、數(shù)月或者數(shù)年的物理破壞才能發(fā)現(xiàn)。因此這些情況下的物理樣機不是可行的方式。即使在實驗艙內(nèi)，你也不可能精準(zhǔn)無誤地復(fù)制數(shù)年的物理振蕩、熱環(huán)境、震動和溫度循環(huán)破壞。

　　b.仿真是關(guān)鍵

　　仿真，或者說虛擬樣機，已經(jīng)成為了設(shè)計過程中越來越重要的步驟。正如明導(dǎo)電子的 Expedition Enterprise 一樣，一個復(fù)雜的 PCB 系統(tǒng)設(shè)計解決方案含有多種形式的虛擬樣機功能?！　?/p>

 
圖1 – 虛擬原型應(yīng)當(dāng)在整個設(shè)計過程中都加以使用，從而減少
循環(huán)時間和費用，以及制造出一種可靠的產(chǎn)品。

　　c.熱控制

　　影響可靠性的最關(guān)鍵的一點(這里是就性能而言)是熱。集成電路 (IC) 過熱會隨時間出現(xiàn)問題，汽車環(huán)境也會變得非常無情。例如，過熱發(fā)動機艙里的部件，或開車經(jīng)過從密歇根州冬季直至亞利桑那州夏季這樣的氣候。從IC封裝開始，貫穿PCB，直至運行環(huán)境下的完整產(chǎn)品，都應(yīng)能控制熱度?！　?/p>

圖2 – 確定熱捷徑能引導(dǎo)設(shè)計人員做出改變，使散熱發(fā)生很大變化。

　　在PCB設(shè)計和機械設(shè)計領(lǐng)域使用復(fù)雜熱分析能帶來更好的熱管理和可靠性，且無需建立和測試多種物理樣機。這節(jié)約了大量時間和費用。另外，有了與設(shè)計系統(tǒng)緊密整合的方便易用的軟件，設(shè)計人員能快速利用多種“假設(shè)”場景進行實驗，并獲得性能更好的解決方案。