Concevoir pour répondre aux exigences thermiques avec Altium Designer et améliorer la a dissipation thermique des PCBs.

Zachariah Peterson
|  Créé: May 20, 2020
Concevoir pour répondre aux exigences thermiques avec Altium Designer et améliorer la a dissipation thermique des PCBs.

Les exigences thermiques des composants à haut débit ou à haute puissance peuvent avoir un effet majeur sur le fonctionnement de votre PCB. Votre logiciel de conception joue un rôle clé pour vous aider à créer des conceptions durables, résistantes et capables d’atténuer les problèmes liés à la chaleur générée dans votre PCB. Lorsque votre logiciel de conception combine des fonctions de simulation et de vérification dans une seule interface, vous pouvez rapidement identifier les points chauds et ajouter différents éléments, tels que des pastilles thermiques, pour améliorer la dissipation thermique des PCBs.

Soyons réalistes : par rapport aux logiciels, la conception des équipements est un travail très exigeant. Il y a une tonne de questions ésotériques à prendre en compte pour concevoir un PCB. La conception de votre prochain circuit imprimé combine une multitude de facettes. Par exemple, vous devrez planifier des stratégies de routage, créer des vias, sélectionner des composants et définir les paramètres du bon procédé de fabrication. Il suffit d’une mauvaise décision dans l'un de ces domaines peut compromettre votre conception et rendre votre PCB aussi utile qu'un presse-papier.

Le bon logiciel de conception vous aide à résoudre ces problèmes. Vous aurez la certitude de pouvoir construire facilement d'excellents PCB. Le meilleur logiciel de conception ne se contente pas de vous permettre de construire des schématiques ou d’agencer des PCB. Vous aurez besoin d'une solution complète, combinant toutes les fonctions nécessaires pour vérifier le bon fonctionnement de votre dispositif et ajouter des fonctions spécialisées, tels que des pastilles thermiques. Vous avez également besoin d'un logiciel de conception qui s'interface directement avec vos outils de simulation.

Au lieu de tenter votre chance avec un logiciel de conception qui offre des fonctions incohérentes et vous oblige à apprendre plusieurs flux de travail, un environnement de conception unifié vous donne accès aux meilleures fonctionnalités avec un flux de travail cohérent dans une seule interface. Altium offre la seule plateforme de conception intégrant un ensemble de fonctionnalités unifiées dans un seul programme avec un flux de travail cohérent. Votre logiciel de conception doit vous donner accès aux meilleurs ensembles de fonctions avec un format de données cohérent dans une interface unique. Sélectionnez les matériaux d'interface thermique comme les pastilles thermiques, les dissipateurs thermiques et la pâte thermique avec confiance sans placer de composants excessifs ou inutiles.

Concevoir des PCB capables de résister à des températures élevées

Lorsque vous concevez votre réseau d’alimentation électrique dans votre PCB, en particulier dans les PCB multicouches, il peut être difficile de repérer les zones caractérisées par des exigences thermiques importantes. Bien sûr, vous pouvez ajouter des éléments de refroidissement passifs comme des dissipateurs de chaleur, ou vous pouvez ajouter des éléments actifs comme des ventilateurs, mais un puissant simulateur pourra vous aider à prendre des décisions de conception simples qui amélioreront les performances de votre PCB sans nécessiter de telles mesures.

Les dissipateurs thermiques, tels que les pastilles d'interface thermique, les pastilles d’espacement thermique et la pâte thermique sont d'excellents moyens d’évacuer la chaleur des composants, ainsi améliorant la dissipation thermique du PCB, qui consomment une grande quantité d'énergie. Cependant, d'autres éléments de votre PCB, comme les vias à haute résistance et votre agencement des composants, peuvent ne pas se prêter à ces solutions. Vous pouvez identifier les composants capables de créer des problèmes thermiques en utilisant un analyseur de réseau d’alimentation électrique directement dans votre logiciel de conception.

Vérifiez vos choix de conception à l'aide de simulations efficaces

Les outils de simulation jouent un rôle important dans les prises de décisions critiques dans chaque projet de PCB. Votre PCB peut comporter des éléments ou des composants qui génèrent une quantité importante de chaleur, mais vous n'en avez peut-être pas la moindre idée, à moins de le voir avec une simulation. Si vous travaillez avec une plateforme de conception unifiée, vos outils de simulation s'interfacent directement avec vos données, ce qui permet de déterminer facilement quelles parties de votre conception doivent être modifiées avant de fabriquer votre PCB.

D'autres logiciels de conception de PCB prétendent créer une expérience d’utilisation qui unifie vos fonctions de conception, mais en réalité les différentes fonctions sont toujours segmentées dans différents programmes avec des flux de travail incohérents. Si vous souhaitez effectuer des simulations sur votre dispositif, vous devrez exporter vos données de conception entre vos modules de conception et de simulation. Cela représente un potentiel de problèmes de formatage, entravant largement votre productivité.

Définir les formes des polygones dans Altium Designer, outil utile pour améliorer la dissipation thermique des PCBs.

Définir les formes des polygones dans Altium Designer, outil utile pour améliorer la dissipation thermique des PCBs.

Analyse de l'alimentation électrique dans votre logiciel de conception de PCB

Les problèmes tels que les pertes d'IR et la chaleur générée par les composants à haut débit peuvent avoir des répercussions graves sur votre circuit imprimé. Cela peut entraîner des températures des PCBss élevées pouvant causer des problèmes de fiabilité dans les vias, les pistes et certains composants sensibles. Le diagnostic de ces problèmes avant de fabriquer votre carte vous aidera à positionner les pastilles thermiques, la pâte thermique, les ventilateurs de refroidissement, les dissipateurs de chaleur et d'autres mesures pour évacuer la chaleur.

Un excellent simulateur d’alimentation électrique dans votre PCB vous aidera à identifier visuellement ces problèmes potentiels. Les résultats de l’analyse de l’alimentation électrique permettent de calculer facilement les pertes IR dans votre PCB, et toute zone présentant des pertes IR élevées correspond à des points chauds. Vous pouvez également vérifier que le bon niveau de tension est atteint sur tous vos composants en aval et procéder aux modifications nécessaires.

Diagnostiquez vos les différentes températures du PCB avec le meilleur logiciel de conception de circuit imprimé

Un excellent logiciel de conception de PCB vous permet de travailler avec de nombreux outils de simulation dans un seul programme. Vous n'aurez pas à exporter vos données de conception entre différents modules. Votre simulateur de réseau d’alimentation électrique (RAE) doit lire les données directement à partir de vos composants afin de vous donner les résultats les plus précis. Seuls les meilleurs logiciels de conception de PCB incluent ces outils de conception et de vérification dans une interface unique avec un flux de travail intuitif. De cette façon, vous pouvez optimiser le placement des pastilles thermiques et des dissipateurs thermiques.

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Outils de conception, de simulation et de vérification dans Altium Designer

Un environnement de conception de PCB unifié offre tous vos outils de conception dans un seul programme et relie directement vos outils de conception à de vastes bibliothèques de composants. L'évaluation de l'intégrité du signal, de la dissipation thermique du PCB et la cartographie précise de votre réseau d'alimentation exigent un moteur de simulation puissant et capable d'interagir avec un modèle de composants unifié. Vos outils de simulation et de vérification sont présents dans la même interface et sont construits à l'aide du même moteur piloté par des règles, ce qui garantit une communication de données cohérente entre les caractéristiques de conception.

L'inspection de l'intégrité du signal et de l’énergie dans votre dispositif est facile lorsque vos outils de simulation sont instantanément accessibles dans votre logiciel de conception. Mais pour vérifier la conductivité thermique et la fonctionnalité de la conception de votre matériau d'interface thermique, de bons simulateurs ne suffisent pas. Votre conception doit être vérifiée sur la base de règles de conception standardisées et personnalisées. Altium Designer met à votre disposition toutes les fonctions de conception, de simulation et de contrôle dont vous avez besoin, notamment pour le contrôle de la dissipation thermique du PCB et pour obtenir les meilleurs résultats au sein d'un environnement de conception unifié.

Détectez les points chauds et les différentes températures de PCB avec Altium Designer

De nombreux problèmes thermiques résultent de la perte d'IR dans les pistes, les pastilles, la pâte thermique et les composants. Ces problèmes peuvent être diagnostiqués avec les bons outils de simulation. L'analyse RAE vous aide à repérer les pertes IR sur l’ensemble de votre PCB. Ces pertes sont difficiles à identifier avec la plupart des simulateurs, c'est pourquoi Altium Designer place ces informations dans une interface visuelle. Vous pouvez facilement repérer les zones problématiques dans votre PCB et apporter les modifications nécessaires pour ameliorer la dissipation thermique du PCB.

Altium Designer est le seul logiciel de conception de PCB qui regroupe toutes ces caractéristiques essentielles et plus encore dans une seule interface unifiée. Vous n’aurez pas à passer d'un programme à l'autre juste pour démarrer la conception de votre PCB. Vous aurez tout ce dont vous avez besoin pour concevoir des schématiques, agencer votre carte, identifier les problèmes de pastilles thermiques, comprendre où placer de la graisse thermique ou un pad d'isolation thermique, et vérifier la fonctionnalité grâce à des contrôles de règles. Lorsque votre conception est validée, vous serez en mesure de générer des produits livrables pour votre fabricant dans des formats standard.

D'autres plateformes de conception prétendent offrir des fonctionnalités unifiées, mais elles vous obligent néanmoins à passer d'un module à l'autre uniquement pour effectuer des tâches de conception et des tests de conductivité thermique. Altium Designer est la seule plateforme qui réunit tous les outils de conception, de vérification et de simulation dans une seule interface. Travailler avec le meilleur environnement de conception vous aide à construire les meilleurs circuits imprimés et à vérifier leurs fonctionnalités. Gagnez du temps et de l'argent en évitant les PCB défectueux et sachez où placer vos pastilles thermiques ou votre pâte thermique pour améliorer la dissipation thermique du PCB en toute confiance.

Si vous n'êtes pas familier avec les logiciels de conception unifiée, Altium Designer dispose d'équipes de support et de ressources dédiées pour vous aider à démarrer et vous soutenir tout au long de votre parcours. Vous aurez accès à de nombreuses ressources comme le forum AltiumLive, des podcasts et des webinaires d'experts en conception de PCB, ainsi qu'à une vaste base de connaissances contenant des conseils de conception. Vous aurez également accès à des exemples de conception et à des tutoriels qui vous montreront comment commencer à utiliser les différentes fonctionnalités.

Vous gagnez énormément de temps et vous êtes certain que votre PCB fonctionnera comme prévu parce que tous vos outils de conception essentiels sont construits pour fonctionner ensemble dans un seul programme. Les outils d'Altium Designer sont intégrés avec un moteur de conception basé sur des règles. Vous pouvez être tranquille en sachant que votre prochain PCB respectera ou dépassera les normes industrielles essentielles pour votre application. Il est temps d'essayer Altium Designer.

A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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