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9.6 热设计及单板温度监控

<由热设计工程师确定该单板在热问题方面是否需要重点关注(一般在概要设计阶段确定,若概要阶段没有确定,需要热设计工程师根据整机的散热条件和单板布局和功耗状况加以确定)。非重点关注单板本节由硬件开发人员负责,重点单板热设计工程师协助完成。热设计工程师目前归属整机工程部的结构设计部门>

9.6.1 各单元功耗和热参数分析

<按照下表格式给出关键器件功耗、封装信息和热阻:>

表7 关键器件热参数描述表

关键器件名称 最大值 功耗 典型值 最小值 封装型式 封装尺寸 结壳热阻 (θJC) 9.6.2 单板热设计

<对于非重点关注单板:硬件开发人员在对硬件设计不会带来较大困难的前提下,根据单板布局原则确定关键器件的布局要求;根据《散热器选型与应用设计指导》或者对应的散热器选型软件(2003年初推出),初步确定关键器件是否需要散热器增强散热,散热器对单板的空间和器件布局的要求;

对于重点关注单板:热设计工程师根据整机的散热条件提出关键器件的布局要求,散热空间要求;必要时提出针对PCB(指PCB本身的铜箔连线和过孔等)和器件选型方面的特殊散热要求。>

9.6.3 单板温度监控设计

<对于需要考虑温度监控的单板,确定温度传感器的选型、位置及监控措施等>

9.7 单板工艺设计

<本节由硬件开发人员与单板工艺工程师、装备工程师协同完成。>

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9.7.1 关键器件工艺性及PCB基材、尺寸设计

<考虑关键器件的工艺特性(封装、引脚材料、镀层等),PCB基材选择、表面处理方式;和相关部门协同考虑PCB物理尺寸等。>

9.7.2 单板工艺路线设计

<在确认PCB物理尺寸、基材、表面处理方式以及关键器件工艺特性等之后,设计该单板合适的工艺路线。>

9.7.3 单板工艺互连可靠性设计

<包括板级防护方案设计,PCB散热设计方案,环境适应性,特殊条件下工艺可靠性设计要求等。>

9.8 器件工程可靠性需求分析

<本节由硬件开发人员和器件可靠应用工程师共同完成。可直接引用或注明参见《器件工程可靠性需求分析报告》。如果是注明参见,以下的内容可省略(可作为附件)。

器件工程需求分析是指在单板总体设计阶段,根据系列产品的历史经验及新产品的需求,分析单板的可靠性 、环境适应性、可加工性方面的需求,提出对器件选型的约束及应用的约束,保证单板的可靠性 、可生产性 、可服务性、环境适应性。>

9.8.1 与器件相关的产品工程规格(可选)

<包括使用环境描述,产品可靠性要求,生产/加工方式等,做为器件工程需求分析的基础。>

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9.8.2 器件工程可靠性需求分析

1)器件的质量可靠性要求 a)产品器件质量可靠性指导政策

<整个产品的器件选型应满足的基本要求。>

b)有特殊可靠性需求的器件

<在选用到下面的元器件时,请注意参考相关指导书、器件资料的建议,有利于提高单板的可靠性。指导书中的内容较多,需要根据实际使用情况进行裁剪>

表8 特殊质量要求器件列表

器件类别或单元类别

从可靠性角度考虑推荐优选方案 备注 2)机械应力

<避免器件由于受到机械应力而导致失效,对产品的设计、生产工具与操作,市场使用提出相应的约束条件。该部分内容涉及对产品加工的要求,需要生产部门来执行,涉及对器件选用和应用的要求,由硬件开发工程师来执行>

表9 特殊器件加工要求列表

器件型号

3)可加工性

对产品加工的要求 对器件选用和应用的要求 原因 <提出器件的可加工性要求,如ESD要求、潮敏要求、可焊性要求等。该部分内容涉及对产品加工的要求,需要生产部门来执行,涉及对器件选用和应用的要求,由硬件开发工程师来执行。>

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4)电应力

<提出器件承受电应力的要求:通过设计保证器件工作在额定电应力范围内;提出操作维护的规范等。该部分内容涉及对产品加工的要求,需要生产部门来执行,涉及对器件选用和应用的要求,由硬件开发工程师来执行>

5)环境应力

<对于有特殊环境要求的器件,对器件的厂家要提出做环境适应性试验,如电位器的振动试验;产品设计时要采取相应的保护措施,如防尘网等。>

表10 器件工作环境影响因素列表

应用对象 6)温度应力

具体表现 原因 预防措施 <温度应力是导致器件失效的主要原因。提出器件的温度降额要求,热设计要求,温度问题多的器件应用注意事项,以及产品在加工过程中受到的热应力的限制要求。>

7)寿命与可维护性

<对于有寿命要求的器件,如存在机械摩擦的接插件 、硬盘、风扇,或者存在材料衰竭的晶体、光耦、电池等,提出预防性措施。>

表11 器件寿命及维护措施列表

器件类别

具体寿命 影响寿命的主要因素 预防措施 9.9 信号完整性分析规划

<本节由硬件开发人员协助CAD/SI工程师完成,可直接引用或注明参见CAD/SI工程师输出的《单板SI工程设计方案》。如果是注明参见,以下的内容可省略。>

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