浅谈PCBA制造中的激光闪光分析设计

当我第一次学习电子和电路设计时，我经常听到老工程师说好的工程师也是非常好的技术人员。换句话说，仅了解电路板的性能目标并创建电路布局以实现这些目标是不够的。此外，您还必须了解董事会的构建方式以及原因。不用说，我发现这是正确的，因为如果在设计过程中不考虑这些问题，那么在制造过程中可能会出现许多问题。

在制造和操作过程中，PCB的最大问题或威胁之一就是热量。具有讽刺意味的是，热量是制造过程中不可或缺的一部分，尤其是在将组件焊接到板上的装配过程中。实际上，对于表面贴装技术，使用回流焊炉，并且电路板要经受相当长的一段时间。

评估电路板将要承受的温度是好的PCB设计的一个方面，它需要了解热量的分布方式以及电路板温度变化或热扩散率。该参数主要取决于电路板的材料及其厚度，并且通常通过应用激光闪光分析（LFA）来确定。在首先明确定义要确定的热扩散率之后，让我们看看如何为PCB制造LSA。然后，我们将准备提出一种将这种热管理纳入设计过程的方法。

了解PCBA的热扩散率

除非处理高功率PCB，否则热量管理通常不是主要考虑因素，因为在大功率PCB上，散热或散热至关重要。这确实非常重要；但是，这只是良好的热管理的一方面。为了获得更好，更全面的观点，定义一些术语可能很有帮助。

PCB热管理条款：

散热

散热是从电路板上去除多余热量的过程。有许多技术可以实现这一目标。包括使用大功率部件的散热器和地理位置优越的散热孔。散热是运行期间的主要散热问题。

热分布

对于PCB组装，必须升高电路板的温度。如果使用无铅焊料，则这些温度可能约为250°C（482°F）。与PCB操作（目标是尽可能快地消除多余的热量）相反，制造过程中确保热量的均匀分布是获得高质量焊点的目的。

热扩散率

除非人为强迫或泵送，否则热量总是从较高的温度传递到较低的温度。热扩散率是电路板发生这种转移的速率。

从这些定义中，我们可以看到，热扩散率是在操作过程中以及在制造过程中进行分配时耗散的重要参数。现在，让我们看看如何为制造确定此参数。

用于PCB制造的激光闪光分析？

激光闪光分析（LFA）设备

在上图中，显示了用于执行LFA的设备的示例。图中的示例代表了板材。该测试通常在封闭的机器中进行，并通过软件分析结果。关注的参数是热扩散率，可以使用以下公式确定：

（1）α= K /（⍴c p）

α是热扩散率

k是热导率，

⍴是材料密度，

c p是比热容。

等式的所有变量。（1）与温度有关。这允许确定温度升高时的变化。有了这些数据，就可以为您的设计实现准确的热分析，从而实现有效的热管理。

PCBA制造中的激光闪光分析设计

LSA的结果可用于确保针对您的制造过程优化所选的板材料和PCB布局。另外，可以使用Cadence的Celsius Thermal Solver来完成包括电热协同仿真在内的综合热管理策略。

Cadence摄氏温度求解器

如上所示，摄氏温度允许您评估电路板的热分布，也可以将其与电气分析结合起来以计划您的散热策略。

Cadence的PCB设计和分析平台是一个先进的综合系统设计工具，可为您提供集成设计，SI / PI分析和热管理。借助Allegro，您可以优化制造设计，并更快，较高质量地制造电路板。
编辑：hfy