對于硬件工程師而言,PCB 設(shè)計水平直接影響電子產(chǎn)品的性能與穩(wěn)定性。在之前的系列文章中,我們探討了 PCB 設(shè)計的眾多關(guān)鍵要點,本文將繼續(xù)深入,聚焦一些容易被忽視卻又至關(guān)重要的方面,助力硬件工程師進一步提升 PCB 設(shè)計技能。
PCB布局設(shè)計
①高功率發(fā)熱元件是否放置在靠近 PCB 邊緣或通風口等易于散熱的區(qū)域?可利用 CFD(計算流體動力學(xué))模擬軟件,分析不同放置位置的空氣流動與散熱效果,從而確定最佳位置。
②發(fā)熱元件之間是否保持足夠的間距以避免熱量聚集?可依據(jù)熱仿真分析結(jié)果,設(shè)定合適的間距值,保證熱量有效散發(fā)。發(fā)熱器件應(yīng)盡可能分散布置,使 得單板表面熱耗均勻,有利于散熱。
③敏感元件是否遠離發(fā)熱元件?通過熱影響區(qū)域分析,確定敏感元件與發(fā)熱元件之間的安全距離。不要使熱敏感器件或功耗大的器 件彼此靠近放置,使得熱敏感器件 遠離高溫發(fā)熱器件,常見的熱敏感 的器件包括晶振、內(nèi)存、CPU等。
電路板要把熱敏感元器件安排在最冷區(qū)域。對自然對流冷卻設(shè)備,如果外殼密封,要把熱敏感器件置于底部,其它元器件置于上部;如果外 殼不密封,要把熱敏感器件置于冷 空氣的入口處。對強迫對流冷卻設(shè) 備,可以把熱敏感元器件置于氣流入口處。
④ 參考板內(nèi)流速分布特點進行器件布局設(shè)計,在特定風道內(nèi) 面積較大的單板表面流速不可避免存在不均勻問題,流速大的 區(qū)域有利于散熱,充分考慮這一因素進行布局設(shè)計將會使單板 獲得較優(yōu)良的散熱設(shè)計。
⑤對于通過PWB散熱的器件,由于依靠的是PWB的整體面積來散熱,因此即使器件處于局部風速低的區(qū)域內(nèi),也并不一定會有散熱問題,在進行充分熱分析驗證的基礎(chǔ)上,沒有必要片 面要求單板表面風速均勻。
⑥當沿著氣流來流方向布置的一系列器件都需要加散熱器時,器件盡量 沿著氣流方向錯列布置,可以降低上下游器件相互間的影響。如無法交錯 排列,也需要避免將高大的元器件(結(jié)構(gòu)件等)放在高發(fā)熱元器件的上方。


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