Vista general de la fiabilitat tèrmica de PCB

En general, la distribució de làmines de coure a les plaques de PCB és molt complexa i difícil de modelar amb precisió. Per tant, cal simplificar la forma del cablejat durant el modelatge i intentar que el model ANSYS sigui proper a la placa de circuit real. Els components electrònics de la placa de circuit també es poden simular mitjançant models simplificats, com ara el tub MOS i el bloc de circuits integrats.

1. Anàlisi tèrmica
L’anàlisi tèrmica durant el processament SMT ajuda els dissenyadors a determinar les propietats elèctriques dels components del PCB i a determinar si els components o les plaques de circuit es cremaran a causa de les altes temperatures. L’anàlisi tèrmica simple només calcula la temperatura mitjana de la placa de circuit, mentre que el complex model transitori s’estableix per a l’equip electrònic amb diverses plaques de circuits. La precisió de l’anàlisi tèrmica depèn en última instància de la precisió del consum d’energia dels components proporcionada pel dissenyador de plaques de circuits.
En moltes aplicacions on el pes i la mida física són molt importants, si el consum real d’energia del component és molt petit, el factor de seguretat del disseny pot ser massa alt i el disseny de la placa de circuit es pot basar en l’anàlisi tèrmica de el valor de potència del component que és incompatible amb el real o massa conservador. El contrari (i més greu) és un disseny de baixa seguretat tèrmica, en el qual el component realment funciona a una temperatura més alta del que l’analista va predir. Aquest problema se sol solucionar instal·lant un radiador o ventilador per refredar la placa de circuit. Aquests complements augmenten el cost i condueixen a un temps d’inactivitat més gran, i l’addició de ventiladors al disseny també crea inestabilitat en la fiabilitat, de manera que s’utilitzen mètodes de refrigeració actius en lloc de passius (com ara convecció natural, conducció i radiació).
2. Modelització simplificada de targeta de circuits
Abans de modelar, analitzeu els principals dispositius de calefacció de la placa de circuit, com ara tubs MOS i blocs de circuits integrats, que converteixen la major part de la potència perduda en calor durant el funcionament. Per tant, la consideració principal per al modelatge són aquests dispositius.
A més, considereu la làmina de coure com a recobriment de filferro al substrat del PCB. No només juguen un paper conductor en el disseny, sinó que també tenen un paper en la conducció de calor, la seva conductivitat tèrmica i la seva àrea de transferència de calor són una placa de circuit relativament gran, és una part indispensable del circuit electrònic, la seva estructura es compon de substrat de resina epoxi i làmina de coure recoberta com a filferro. El gruix del substrat epoxi és de 4 mm i el gruix de la làmina de coure és de 0.1 mm. El coure té una conductivitat tèrmica de 400W / (m ℃), mentre que l’epoxi només té una conductivitat tèrmica de 0.276W / (m ℃). Tot i que el paper de coure afegit és molt prim, té un fort efecte guia sobre la calor, de manera que no es pot ignorar en el modelatge.