نظرة عامة على الموثوقية الحرارية لـ PCB

بشكل عام ، يعد توزيع رقائق النحاس على ألواح ثنائي الفينيل متعدد الكلور معقدًا للغاية ويصعب نمذجه بدقة. لذلك ، من الضروري تبسيط شكل الأسلاك أثناء النمذجة ، ومحاولة جعل نموذج ANSYS قريبًا من لوحة الدائرة الفعلية. يمكن أيضًا محاكاة المكونات الإلكترونية على لوحة الدائرة عن طريق النمذجة المبسطة ، مثل أنبوب MOS وكتلة الدائرة المتكاملة.

1. التحليل الحراري
يساعد التحليل الحراري أثناء معالجة SMT المصممين في تحديد الخصائص الكهربائية للمكونات على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وفي تحديد ما إذا كانت المكونات أو لوحات الدوائر ستحترق بسبب درجات الحرارة المرتفعة. يحسب التحليل الحراري البسيط فقط متوسط ​​درجة حرارة لوحة الدائرة ، بينما يتم إنشاء النموذج العابر المعقد للمعدات الإلكترونية ذات لوحات الدوائر المتعددة. تعتمد دقة التحليل الحراري في النهاية على دقة استهلاك طاقة المكونات التي يوفرها مصمم لوحة الدائرة.
في العديد من التطبيقات التي يكون فيها الوزن والحجم المادي مهمين للغاية ، إذا كان استهلاك الطاقة الفعلي للمكون صغيرًا جدًا ، فقد يكون عامل الأمان في التصميم مرتفعًا جدًا ، وقد يعتمد تصميم لوحة الدائرة على التحليل الحراري لـ قيمة قوة المكون غير المتوافقة مع القيمة الفعلية أو المحافظة للغاية. العكس (والأكثر خطورة) هو تصميم أمان حراري منخفض ، حيث يعمل المكون بالفعل عند درجة حرارة أعلى مما توقع المحلل. عادة ما يتم حل هذه المشكلة عن طريق تركيب مشعاع أو مروحة لتبريد لوحة الدائرة. تضيف هذه الإضافات تكلفة وتؤدي إلى زيادة وقت التوقف عن العمل ، كما أن إضافة مراوح إلى التصميم تؤدي أيضًا إلى عدم استقرار في الموثوقية ، لذلك يتم استخدام طرق التبريد النشطة بدلاً من طرق التبريد السلبية (مثل الحمل الحراري الطبيعي والتوصيل والإشعاع) للوحات.
2. النمذجة المبسطة لوحة دائرة كهربائية
قبل النمذجة ، قم بتحليل أجهزة التسخين الرئيسية في لوحة الدائرة ، مثل أنابيب MOS وكتل الدوائر المتكاملة ، والتي تحول معظم الطاقة المفقودة إلى حرارة أثناء التشغيل. لذلك ، فإن الاعتبار الرئيسي للنمذجة هو هذه الأجهزة.
بالإضافة إلى ذلك ، ضع في اعتبارك رقائق النحاس كطلاء للأسلاك على ركيزة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. إنهم لا يلعبون دورًا موصلًا في التصميم فحسب ، بل يلعبون أيضًا دورًا في التوصيل الحراري ، كما أن الموصلية الحرارية ومنطقة نقل الحرارة هي جزء لا غنى عنه من الدائرة الإلكترونية ، ويتكون هيكلها من ركيزة راتنجات الايبوكسي و رقائق النحاس المطلية كسلك. سمك الركيزة الايبوكسية 4 مم ، وسمك رقائق النحاس 0.1 مم. النحاس لديه موصلية حرارية 400W / (م ℃) ، بينما الايبوكسي لديه الموصلية الحرارية 0.276W / (م ℃) فقط. على الرغم من أن رقائق النحاس المضافة رقيقة جدًا ، إلا أن لها تأثير توجيهي قوي على الحرارة ، لذلك لا يمكن تجاهلها في النمذجة.