缺少熱分析將使設(shè)計心血面臨危險

對布局和機架的考慮

必須盡早且經(jīng)常進行熱分析。一些設(shè)計師甚至打算在申請專利前考慮該問題，因為若產(chǎn)品因熱問題而失敗，則問題出在哪里？但其它因素影響系統(tǒng)設(shè)計。

“系統(tǒng)工程師必須理解材料與各自封裝尺寸和種類間的互動有多么不同，”Paisner說?！邦愃芁ord等公司與客戶一道研發(fā)新材料來滿足熱要求?！?P>Paisner以蘋果的Mac Air筆記本電腦為例說明產(chǎn)品遇到的嚴峻設(shè)計挑戰(zhàn)，類似的這種設(shè)計不太可能有充足空間安放大散熱器或其它冷卻技術(shù)。這樣，除非你打算不惜血本采用新奇的熱方案，否則極小的空間限制將是很棘手的障礙。

“熱通路越復(fù)雜，成本越高，”Paisner說?！澳惚仨毾敕皆O(shè)法把熱排出系統(tǒng)，另外，在材料和布局間，你情愿承受怎樣的平衡?！?P>另外，從熱角度，器件排布在布局過程中起著關(guān)鍵作用。“建議將高發(fā)熱器件擺放在靠近通風(fēng)孔的地方，但這種要求并非總能滿足，所以，也許需要其它折中，”Rosato說。

另外，功耗很大的器件也許會產(chǎn)生對其它器件極易施加影響的“下流”熱。另一個竅門是把發(fā)熱器件緊鄰著擺放并一般放在氣流回路中。另外，“需要時，可采用分流器(diverter)流布氣流，”Rosato指出。

從布局角度，應(yīng)充分關(guān)注堆疊裸片和堆疊芯片封裝器件，因更高的器件一般會妨礙熱通路。另外，可直接焊裝在PCB(器件和PCB間沒有任何氣隙)上的器件可把PCB作為散熱器。另外，還可設(shè)計進熱過孔，但一般情況是你應(yīng)了解應(yīng)在布局前想好把它們放在哪里。
Blackmore介紹，布局中一個值得仿效的作法是努力使任何冷空氣的“風(fēng)頭”吹過發(fā)熱最多的器件。把器件散布以避免給下游產(chǎn)生熱氣流同樣是明智之舉。最后，“高的器件和連接器可能形成影響氣流向下流通的氣阻，”他說。因此，對任何高的器件和連接器都應(yīng)特別對待、進一步分析。

無用的輸入輸出

別為你用的器件集假定最大功耗。在計算階段，最大值對你大致把握設(shè)計基本情況有用。但你必須堅持采用更真實的數(shù)據(jù)，否則，設(shè)計有可能變得過工程化、增加不必要的重量和成本。

若你采用了FPGA，則要弄清，其內(nèi)部邏輯是否在所有時間都工作在最高速度？很可能不是這樣的，所以，請邏輯工程師就更現(xiàn)實的工作情況給你一個合理的估算。然后，該你來決定是否需增加一個修正因數(shù)(fudge factor)。

記?。篎PGA制造商的工程團隊、測試團隊和銷售/營銷部門也許已經(jīng)把三個不同層次的修正因數(shù)內(nèi)置其中。若你能得到實際使用數(shù)據(jù)并為此添加些修正，則以后將順手得多。

公司都會問最重要的問題：錯誤比率是多少？提供的數(shù)據(jù)與“真實數(shù)據(jù)”相比有怎樣的關(guān)聯(lián)？數(shù)值都驗證過了嗎？在最終環(huán)境用實際材料測試過了嗎？

在采用實際熱仿真工具的地方，你可得到精準得多的更好體驗?！?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/熱分析">熱分析仿真工具應(yīng)能讀進布線和PCB設(shè)計信息，包括來自EDA工具的線段、平面和過孔定義等，”Rosato說。

仿真工具還可包含系統(tǒng)封裝、詳盡的器件設(shè)計參數(shù)等信息。“仿真工具可預(yù)測工作溫度來評判是否有可能超過標稱結(jié)溫度以及在哪里系統(tǒng)會出現(xiàn)‘阻滯空氣’”Rosato說。也可采用交互式仿真方法，其中，工程師可演練各種熱管理情況、添加散熱器、若需要則返回仿真結(jié)果。

類似PCB外形和大小以及諸如金屬層信息等相關(guān)的PCB建構(gòu)數(shù)據(jù)等參數(shù)也被讀進，Blackmore說。流程的剩余部分涉及系統(tǒng)工程師描述系統(tǒng)將運行其中的環(huán)境，包括：框架、通風(fēng)孔、電源和其它器件等信息。然后，將全部信息組合在一起提供一個熱仿真。