PCB可靠性在汽車(chē)應(yīng)用中至關(guān)重要

　　前言、背景

　　汽車(chē)電子其實(shí)并非與其它復(fù)雜電子產(chǎn)品完全不同：多個(gè)中央處理器、網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集，以及極為復(fù)雜的 PCB。汽車(chē)行業(yè)的設(shè)計(jì)壓力與其它類(lèi)型的電子產(chǎn)品相似：設(shè)計(jì)時(shí)間短，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。那么汽車(chē)電子與例如一些高端娛樂(lè)產(chǎn)品電子之間有什么區(qū)別?天壤之別!如果PCB在娛樂(lè)產(chǎn)品中發(fā)生故障，人們的性命不受威脅;但要是在汽車(chē)中發(fā)生故障，人們的性命就岌岌可危了。因此，汽車(chē)電子部件的可靠性設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的一個(gè)主要方面。

　　全文要點(diǎn)與大綱如下：

　　a.時(shí)間和費(fèi)用壓力

　　與承受著設(shè)計(jì)時(shí)間和開(kāi)發(fā)費(fèi)用壓力的所有產(chǎn)品一樣，汽車(chē)部件也不例外。一項(xiàng)開(kāi)發(fā)實(shí)踐能給電子產(chǎn)品公司滿(mǎn)足這些基本商業(yè)目標(biāo)提供很大幫助，它是使用虛擬樣機(jī)來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，并且無(wú)需費(fèi)用和時(shí)間來(lái)建立多種物理樣機(jī)，測(cè)試這些模型以及根據(jù)測(cè)試結(jié)果做出遞增修改。另外，影響產(chǎn)品可靠性的許多因素需要經(jīng)過(guò)數(shù)周、數(shù)月或者數(shù)年的物理破壞才能發(fā)現(xiàn)。因此這些情況下的物理樣機(jī)不是可行的方式。即使在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，你也不可能精準(zhǔn)無(wú)誤地復(fù)制數(shù)年的物理振蕩、熱環(huán)境、震動(dòng)和溫度循環(huán)破壞。

　　b.仿真是關(guān)鍵

　　仿真，或者說(shuō)虛擬樣機(jī)，已經(jīng)成為了設(shè)計(jì)過(guò)程中越來(lái)越重要的步驟。正如明導(dǎo)電子的 Expedition Enterprise 一樣，一個(gè)復(fù)雜的 PCB 系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案含有多種形式的虛擬樣機(jī)功能?！　?/p>

 
圖1 – 虛擬原型應(yīng)當(dāng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都加以使用，從而減少
循環(huán)時(shí)間和費(fèi)用，以及制造出一種可靠的產(chǎn)品。

　　c.熱控制

　　影響可靠性的最關(guān)鍵的一點(diǎn)(這里是就性能而言)是熱。集成電路 (IC) 過(guò)熱會(huì)隨時(shí)間出現(xiàn)問(wèn)題，汽車(chē)環(huán)境也會(huì)變得非常無(wú)情。例如，過(guò)熱發(fā)動(dòng)機(jī)艙里的部件，或開(kāi)車(chē)經(jīng)過(guò)從密歇根州冬季直至亞利桑那州夏季這樣的氣候。從IC封裝開(kāi)始，貫穿PCB，直至運(yùn)行環(huán)境下的完整產(chǎn)品，都應(yīng)能控制熱度?！　?/p>

圖2 – 確定熱捷徑能引導(dǎo)設(shè)計(jì)人員做出改變，使散熱發(fā)生很大變化。

　　在PCB設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域使用復(fù)雜熱分析能帶來(lái)更好的熱管理和可靠性，且無(wú)需建立和測(cè)試多種物理樣機(jī)。這節(jié)約了大量時(shí)間和費(fèi)用。另外，有了與設(shè)計(jì)系統(tǒng)緊密整合的方便易用的軟件，設(shè)計(jì)人員能快速利用多種“假設(shè)”場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并獲得性能更好的解決方案。