Leiterplatten-Design

Thermisch optimierte Bauteilplatzierung

19.02.2007 | Redakteur: Gerd Kucera

Dirk Müller, FlowCAD
Dirk Müller, FlowCAD

Thermisches Verhalten von Bauteilen beeinflusst das Platzieren von Bauteilen auf einer Leiterplatte. Häufig werden thermische Probleme erst bei Prototypen oder als Thermosimulation von Experten lokalisiert. Die Lösung führt zu mehreren Iterationsschritten oder Prototypen. Jetzt gibt es eine neue Methodik für den Designer seine Leiterplatten thermisch optimiert zu platzieren.

„Beim Floorplanning, dem Platzieren der Bauteile auf der Leiterkarte, sind vielfältige Designregeln und Vorgaben zu beachtet“, konstatiert Dirk Müller, Geschaftsführer der FlowCad EDA-Software Vertriebs-GmbH, „so geben elektrische Regeln z.B. minimale und maximale Abstände zwischen einzelnen elektrischen Bauteilen vor. Hinzu kommen mechanische Vorgaben über die exakte Platzierung von etwa Steckern oder Höhenbeschränkungen für Gehäuseteile.“

Die Software lokalisiert und visualisiert alle thermischen Schwachstellen

Weil thermische Probleme später häufig ein Umplatzieren der Bauteile, also ein Redesign erfordern, kommt die Frage nach einem frühzeitigen, termisch optimierten Platzieren auf. Mit der neuen Methode FloPCB lassen sich ohne thermodynamische Expertenkenntnisse Aussagen treffen, ob eine Platzierung unmöglich, kritisch oder unbedenklich ist.

Müller: „Diese Aussagen helfen bei der Aufteilung der Funktionsblöcke und dem Berücksichtigen der verschiedenen Designregeln. Es lassen sich zeitig thermische Schwachstellen lokalisieren und durch bessere Platzierung der Komponenten vermeiden. Im Zweifelsfall lässt sich auch frühzeitig gezielt der Rat von Experten einholen.“

Import des Lagenaufbaus zeigt die Wärmespreizung auf dem Board

Mit den im Datenblatt verfügbaren Informationen lassen sich in FloPCB schnell thermische Modelle von elektrischen Bausteinen erzeugen. Durch den Import des Lagenaufbaus aus dem ECAD-System ist auch die Wärmespreizung der Leiterkarte ausreichend bekannt. Die Wirkung von Kühlkörpern, Einbaurichtung und Lüftern wird berücksichtigt. Wer laut Müller diese Methodik der thermisch optimierten Platzierung nutzt, kommt später zu deutlich besseren Ergebnissen im Labor. Für eine anschließende thermodynamische Simulation der Leiterplatte in einem Gehäuse können Experten die Modelle der vorherigen FloPCB - Simulation der Leiterplatte für komplexe thermodynamische Berechnungen weiterverwenden.

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