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用于PCB設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的常見(jiàn)FEA分析類型
什么是FEA分析?
一個(gè)很好的起點(diǎn)是從下面的一般定義:
有限元分析(FEA)可以定義為一種評(píng)估過(guò)程,系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)方法,方法是 將其劃分為較小的單元,并系統(tǒng)地確定該單元的已定義參數(shù)的值。FEA允許對(duì)過(guò)程或系統(tǒng)的內(nèi)部操作或狀態(tài)進(jìn)行分布式評(píng)估。
FEA的優(yōu)勢(shì)在于精度是由單元的大小決定的,由于該技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)執(zhí)行的,因此實(shí)際上可以像所需的一樣小。但是,在結(jié)構(gòu)的情況下,該技術(shù)的精度與用來(lái)表示實(shí)際結(jié)構(gòu)的模型的精度成正比。
只要可以量化定義模型,FEA可以以幾乎無(wú)限種方式使用。對(duì)于PCBA開(kāi)發(fā),有一些常見(jiàn)的FEA分析實(shí)現(xiàn)或類型,如下一節(jié)所述。
PCB FEA分析的類型
影響電路板設(shè)計(jì),制造,性能和可靠性的FEA的潛在用途是普遍的。這包括影響所選的組件,電路的性能以及為PCB疊層選擇的材料。您會(huì)發(fā)現(xiàn)在流程的幾乎每個(gè)階段都實(shí)施了FEA,從而形成了內(nèi)置板。
其中一些利用通常由其他利用來(lái)完成;例如研究和記錄組件電壓,電流和功率的性能,以響應(yīng)溫度或頻率的增量變化。設(shè)計(jì)期間應(yīng)執(zhí)行的其他類型的FEA分析包括:
PCBA設(shè)計(jì)的FEA分析類型
信號(hào)和電源完整性(SI / PI)分析
所有PCBA的首要要求是按要求運(yùn)行和運(yùn)行。程度
電路板滿足此要求的主要因素是電源完整性
和信號(hào)完整性。對(duì)于信號(hào),極大化SNR等參數(shù)非常重要。它是
同樣重要的是,組件不僅要有足夠的功率,還要有功率噪聲
痕跡和地面被最小化。
電磁兼容性和完整性(EMC / EMI)
如果您的電路板上有任何RF設(shè)備,則很可能需要考慮EMI或噪聲。多數(shù)情況
在這種情況下,消除所有噪音是不切實(shí)際的。但是,有可能實(shí)現(xiàn)
部署板的環(huán)境中獲得的EM平衡。對(duì)于具有
多個(gè)PCBA緊鄰,實(shí)現(xiàn)平衡或電磁
兼容性(EMC),這是一個(gè)更為重要的設(shè)計(jì)問(wèn)題。
熱分析
可能,最常用的FEA分析類型是評(píng)估董事會(huì)的反應(yīng)方式
適應(yīng)不斷變化的熱條件。常見(jiàn)的分析是由于熱量分布高
電源組件或環(huán)境氣候波動(dòng)有助于確定在哪里使用
散熱墊,散熱孔或設(shè)計(jì)良好的散熱管理系統(tǒng)。
由于組件制造商,CM和測(cè)試組織使用了FEA分析,因此上面的列表并不詳盡。后者主要用于結(jié)構(gòu)完整性分析,這可以避免需要更具破壞性的測(cè)試模式。讓我們看看需要哪些工具來(lái)合并列出的FEA分析類型。
FEA分析的PCB設(shè)計(jì)工具類型
并非所有的PCB設(shè)計(jì)包都具有執(zhí)行SI / PI,EMC / EMI和熱FEA分析的功能。實(shí)際上,您將很難在單個(gè)軟件平臺(tái)上找到所有功能,如下所示。
FEA分析工具
SI / PI(PSpice)
對(duì)于任何類型的信號(hào)分析,包括FEA分析,PSpice都是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該工具使您可以對(duì)電子元件,電路,IC和電路板建模,以評(píng)估頻率,溫度或其他參數(shù)范圍的信號(hào)響應(yīng)。
EMC / EMI(清晰度)
為了準(zhǔn)確地分析EM參數(shù),需要3D透視圖。如下所示的3D解算器清晰度可提供此功能。
熱分析(攝氏)
在電子產(chǎn)品中,處理過(guò)多的熱量是必須解決的最重要的問(wèn)題之一,以防止損壞并確保用戶安全。如下所示的攝氏溫度求解器通過(guò)提供文本