用(yòng)于PCB设计开发的常见FEA分(fēn)析类型

2020-04-28

什么是FEA分(fēn)析？

一个很(hěn)好的起点是从下面的一般定义：

有(yǒu)限元分(fēn)析（FEA）可(kě)以定义為(wèi)一种评估过程，系统或结构的数學(xué)方法，方法是 将其划分(fēn)為(wèi)较小(xiǎo)的单元，并系统地确定该单元的已定义参数的值。FEA允许对过程或系统的内部操作或状态进行分(fēn)布式评估。

FEA的优势在于精度是由单元的大小(xiǎo)决定的，由于该技术是通过计算机仿真来执行的，因此实际上可(kě)以像所需的一样小(xiǎo)。但是，在结构的情况下，该技术的精度与用(yòng)来表示实际结构的模型的精度成正比。 

只要可(kě)以量化定义模型，FEA可(kě)以以几乎无限种方式使用(yòng)。对于PCBA开发，有(yǒu)一些常见的FEA分(fēn)析实现或类型，如下一节所述。  

PCB FEA分(fēn)析的类型

影响電(diàn)路板设计，制造，性能(néng)和可(kě)靠性的FEA的潜在用(yòng)途是普遍的。这包括影响所选的组件，電(diàn)路的性能(néng)以及為(wèi)PCB叠层选择的材料。您会发现在流程的几乎每个阶段都实施了FEA，从而形成了内置板。 

其中一些利用(yòng)通常由其他(tā)利用(yòng)来完成；例如研究和记录组件電(diàn)压，電(diàn)流和功率的性能(néng)，以响应温度或频率的增量变化。设计期间应执行的其他(tā)类型的FEA分(fēn)析包括： 

PCBA设计的FEA分(fēn)析类型

信号和電(diàn)源完整性（SI / PI）分(fēn)析

所有(yǒu)PCBA的首要要求是按要求运行和运行。程度

電(diàn)路板满足此要求的主要因素是電(diàn)源完整性

和信号完整性。对于信号，极大化SNR等参数非常重要。它是

同样重要的是，组件不仅要有(yǒu)足够的功率，还要有(yǒu)功率噪声

痕迹和地面被最小(xiǎo)化。 

電(diàn)磁兼容性和完整性（EMC / EMI）

 如果您的電(diàn)路板上有(yǒu)任何RF设备，则很(hěn)可(kě)能(néng)需要考虑EMI或噪声。多(duō)数情况 

在这种情况下，消除所有(yǒu)噪音是不切实际的。但是，有(yǒu)可(kě)能(néng)实现

部署板的环境中获得的EM平衡。对于具有(yǒu) 

多(duō)个PCBA紧邻，实现平衡或電(diàn)磁

兼容性（EMC），这是一个更為(wèi)重要的设计问题。  

热分(fēn)析

 可(kě)能(néng)，最常用(yòng)的FEA分(fēn)析类型是评估董事会的反应方式

适应不断变化的热条件。常见的分(fēn)析是由于热量分(fēn)布高

電(diàn)源组件或环境气候波动有(yǒu)助于确定在哪里使用(yòng)

散热垫，散热孔或设计良好的散热管理(lǐ)系统。

由于组件制造商(shāng)，CM和测试组织使用(yòng)了FEA分(fēn)析，因此上面的列表并不详尽。后者主要用(yòng)于结构完整性分(fēn)析，这可(kě)以避免需要更具破坏性的测试模式。让我们看看需要哪些工具来合并列出的FEA分(fēn)析类型。 

FEA分(fēn)析的PCB设计工具类型

并非所有(yǒu)的PCB设计包都具有(yǒu)执行SI / PI，EMC / EMI和热FEA分(fēn)析的功能(néng)。实际上，您将很(hěn)难在单个软件平台上找到所有(yǒu)功能(néng)，如下所示。 

FEA分(fēn)析工具

SI / PI（PSpice）

对于任何类型的信号分(fēn)析，包括FEA分(fēn)析，PSpice都是行业标准。该工具使您可(kě)以对電(diàn)子元件，電(diàn)路，IC和電(diàn)路板建模，以评估频率，温度或其他(tā)参数范围的信号响应。 

EMC / EMI（清晰度）

為(wèi)了准确地分(fēn)析EM参数，需要3D透视图。如下所示的3D解算器清晰度可(kě)提供此功能(néng)。 

热分(fēn)析（摄氏）

在電(diàn)子产品中，处理(lǐ)过多(duō)的热量是必须解决的最重要的问题之一，以防止损坏并确保用(yòng)户安全。如下所示的摄氏温度求解器通过提供文(wén)本