對(duì)布局和機(jī)架的考慮

必須盡早且經(jīng)常進(jìn)行熱分析。一些設(shè)計(jì)師甚至打算在申請(qǐng)專利前考慮該問(wèn)題，因?yàn)槿舢a(chǎn)品因熱問(wèn)題而失敗，則問(wèn)題出在哪里？但其它因素影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

“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(dòng)有多么不同，”Paisner說(shuō)?！邦愃芁ord等公司與客戶一道研發(fā)新材料來(lái)滿足熱要求。”

Paisner以蘋果的Mac Air筆記本電腦為例說(shuō)明產(chǎn)品遇到的嚴(yán)峻設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，類似的這種設(shè)計(jì)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(shuō)?！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(guò)程中起著關(guān)鍵作用?！敖ㄗh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(shuō)。

另外，功耗很大的器件也許會(huì)產(chǎn)生對(duì)其它器件極易施加影響的“下流”熱。另一個(gè)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(shí)，可采用分流器(diverter)流布?xì)饬?，”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(huì)妨礙熱通路。另外，可直接焊裝在PCB(器件和PCB間沒(méi)有任何氣隙)上的器件可把PCB作為散熱器。另外，還可設(shè)計(jì)進(jìn)熱過(guò)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(gè)值得仿效的作法是努力使任何冷空氣的“風(fēng)頭”吹過(guò)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(shuō)。因此，對(duì)任何高的器件和連接器都應(yīng)特別對(duì)待、進(jìn)一步分析。

無(wú)用的輸入輸出

別為你用的器件集假定最大功耗。在計(jì)算階段，最大值對(duì)你大致把握設(shè)計(jì)基本情況有用。但你必須堅(jiān)持采用更真實(shí)的數(shù)據(jù)，否則，設(shè)計(jì)有可能變得過(guò)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(shí)間都工作在最高速度？很可能不是這樣的，所以，請(qǐng)邏輯工程師就更現(xiàn)實(shí)的工作情況給你一個(gè)合理的估算。然后，該你來(lái)決定是否需增加一個(gè)修正因數(shù)(fudge factor)。

記?。篎PGA制造商的工程團(tuán)隊(duì)、測(cè)試團(tuán)隊(duì)和銷售/營(yíng)銷部門也許已經(jīng)把三個(gè)不同層次的修正因數(shù)內(nèi)置其中。若你能得到實(shí)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(huì)問(wèn)最重要的問(wèn)題：錯(cuò)誤比率是多少？提供的數(shù)據(jù)與“真實(shí)數(shù)據(jù)”相比有怎樣的關(guān)聯(lián)？數(shù)值都驗(yàn)證過(guò)了嗎？在最終環(huán)境用實(shí)際材料測(cè)試過(guò)了嗎？

在采用實(shí)際熱仿真工具的地方，你可得到精準(zhǔn)得多的更好體驗(yàn)。“熱分析仿真工具應(yīng)能讀進(jìn)布線和PCB設(shè)計(jì)信息，包括來(lái)自EDA工具的線段、平面和過(guò)孔定義等，”Rosato說(shuō)。

仿真工具還可包含系統(tǒng)封裝、詳盡的器件設(shè)計(jì)參數(shù)等信息?！胺抡婀ぞ呖深A(yù)測(cè)工作溫度來(lái)評(píng)判是否有可能超過(guò)標(biāo)稱結(jié)溫度以及在哪里系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)‘阻滯空氣’”Rosato說(shuō)。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?jiǎng)t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(jìn)，Blackmore說(shuō)。流程的剩余部分涉及系統(tǒng)工程師描述系統(tǒng)將運(yùn)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(gè)熱仿真。