對于硬件工程師而言,PCB 設計水平直接影響電子產品的性能與穩定性。在之前的系列文章中,我們探討了 PCB 設計的眾多關鍵要點,本文將繼續深入,聚焦一些容易被忽視卻又至關重要的方面,助力硬件工程師進一步提升 PCB 設計技能。
PCB布局設計
①高功率發熱元件是否放置在靠近 PCB 邊緣或通風口等易于散熱的區域?可利用 CFD(計算流體動力學)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發熱元件之間是否保持足夠的間距以避免熱量聚集?可依據熱仿真分析結果,設定合適的間距值,保證熱量有效散發。發熱器件應盡可能分散布置,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熱元件?通過熱影響區域分析,確定敏感元件與發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 遠離高溫發熱器件,常見的熱敏感 的器件包括晶振、內存、CPU等。
電路板要把熱敏感元器件安排在最冷區域。對自然對流冷卻設備,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 備,可以把熱敏感元器件置于氣流入口處。
④ 參考板內流速分布特點進行器件布局設計,在特定風道內 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 區域有利于散熱,充分考慮這一因素進行布局設計將會使單板 獲得較優良的散熱設計。
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域內,也并不一定會有散熱問題,在進行充分熱分析驗證的基礎上,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(結構件等)放在高發熱元器件的上方。