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　　隨著LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的部署，下行的數(shù)據(jù)速率已經(jīng)達(dá)到并超過(guò)了1Gbps，要處理這么高的數(shù)據(jù)速率，數(shù)據(jù)終端必需要很高的數(shù)據(jù)處理能力，同時(shí)必然帶來(lái)功耗的增加。而我們正在研發(fā)的幾款產(chǎn)品均出現(xiàn)了熱的問(wèn)題，有幾款樣機(jī)在大速率數(shù)據(jù)傳輸時(shí)甚至在幾分鐘內(nèi)就出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象，而這些問(wèn)題的根源就是發(fā)熱，熱設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了卡類(lèi)終端的一個(gè)挑戰(zhàn)。蘋(píng)果公司iPAD產(chǎn)品的一個(gè)實(shí)例，大量用戶(hù)反饋其產(chǎn)品在較高環(huán)境下出現(xiàn)問(wèn)題，這從側(cè)面反映了熱設(shè)計(jì)對(duì)于終端產(chǎn)品的重要性。功耗熱已經(jīng)成為了工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期需要認(rèn)真考慮的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

　　終端平臺(tái)的熱源器件主要有基帶芯片、射頻芯片、功放、電源管理芯片等，這些器件的功耗有的可以從廠(chǎng)商給的datasheet中查到，有的查不到，對(duì)于從datasheet中查不到功耗數(shù)據(jù)的熱源器件，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或同類(lèi)項(xiàng)目的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，還可以直接向平臺(tái)提供商索取相關(guān)數(shù)據(jù)。表1為某項(xiàng)目主要熱功耗器件的功耗評(píng)估結(jié)果。

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　　從表1的數(shù)據(jù)中我們可以看到一款數(shù)據(jù)卡的功耗已經(jīng)接近了4W，要想在U盤(pán)大小的結(jié)構(gòu)件內(nèi)耗散這么大的熱量，PCB的熱設(shè)計(jì)可以說(shuō)已經(jīng)成了產(chǎn)品能否可靠工作的一個(gè)至關(guān)重要的設(shè)計(jì)考量。

　　卡類(lèi)終端產(chǎn)品的一種熱布局算法

　　自然對(duì)流冷卻的熱流密度經(jīng)驗(yàn)值是0.8mW/mm2，即當(dāng)每平方毫米的面積上分布的功率是0.8mW時(shí)，可以產(chǎn)生很好的自然對(duì)流冷卻效果。熱源器件的熱距離的計(jì)算是基于此經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行的。計(jì)算方法如下：

　　設(shè)某芯片的長(zhǎng)是L(mm)，寬是W(mm)，該器件的功耗是Pd(mW)。

　　要達(dá)到自然對(duì)流冷卻效果，該器件應(yīng)占用的PCB面積是：

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　　限定器件長(zhǎng)邊和寬邊的熱距離相等，均為x(mm)，則把熱距離考慮在內(nèi)該器件占用的PCB面積是：

　　以上計(jì)算僅考慮了PCB單面散熱，實(shí)際PCB雙面都可以散熱，如果熱源器件背面沒(méi)擺放其它器件，那么背面的銅皮也可以起到散熱作用，此時(shí)的熱距離將是上面計(jì)算所得數(shù)據(jù)的一半，下面計(jì)算熱源器件所占的PCB面積。

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　　在PCB布局中，上面的計(jì)算數(shù)據(jù)往往是不可行的，因?yàn)镻CB的面積有限，如果按上面的數(shù)據(jù)進(jìn)行布局的話(huà)，PCB的面積就不夠用了，所以需要對(duì)上面的數(shù)據(jù)按一定比例壓縮，可以把上面的熱距離除2作為壓縮后的熱距離，由此計(jì)算壓縮熱距離后熱源器件所占的PCB面積如下：