Panoramica di affidabilità termica di PCB

In generale, a distribuzione di u fogliu di rame nantu à i pannelli PCB hè assai cumplessa è difficiule da mudellà cun precisione. Dunque, hè necessariu simplificà a forma di u cablu durante a mudellazione, è pruvà à fà u mudellu ANSYS vicinu à u circuitu attuale. I cumpunenti elettronichi nantu à u circuitu pò ancu esse simulati da mudellazione simplificata, cum’è u tubu MOS è u bloccu di circuitu integratu.

1. Analisi termica
L’analisi termica durante a trasfurmazione SMT aiuta i cuncettori à determinà e pruprietà elettriche di i cumpunenti nantu à u PCB è à determinà se i cumpunenti o i circuiti si brusgeranu per via di alte temperature. L’analisi termica simplice calcula solu a temperatura media di u circuitu, mentre chì u mudellu transitoriu cumplessu hè stabilitu per l’attrezzatura elettronica cù più circuiti. A precisione di l’analisi termica dipende infine da a precisione di u cunsumu d’energia di i cumpunenti furnita da u cuncettore di u circuitu.
In parechje applicazioni induve u pesu è a dimensione fisica sò assai impurtanti, se u cunsumu di energia attuale di u cumpunente hè assai picculu, u fattore di sicurezza di u cuncepimentu pò esse troppu altu, è a cuncezzione di u circuitu pò esse basata annantu à l’analisi termica di u valore di a putenza di i cumpunenti chì ùn hè micca cuerente cù u veru o troppu cunservatore. U cuntrariu (è più seriu) hè un cuncepimentu à bassa sicurezza termica, in u quale u cumpunente funziona in realtà à una temperatura più alta di quella prevista da l’analista. Stu prublema hè generalmente risoltu installendu un radiatore o un ventilatore per rinfriscà u circuitu. Questi add-ons aghjunghjenu costi è portanu à un tempu di fermu aumentatu, è l’aggiunta di ventilatori à u cuncepimentu crea dinò instabilità in affidabilità, cusì i metudi di raffreddamentu attivi piuttostu chè passivi (cume a cunvezione naturale, a conduzione è a radiazione) sò aduprati per i pannelli.
2. Mudellazione simplificata di circuit board
Prima di mudellà, analizà i principali dispositivi di riscaldamentu in u circuitu, cume tubi MOS è blocchi di circuiti integrati, chì convertenu a maiò parte di a putenza persa in calore durante u funziunamentu. Dunque, a cunsiderazione principale per a mudellazione hè questi dispositivi.
Inoltre, cunsiderate a lamina di rame cum’è rivestimentu di filu nantu à u sustratu di PCB. Ùn ghjucanu micca solu un rolu cunduttivu in u cuncepimentu, ma anu ancu un rolu in a conduzione di calore, a so conducibilità termica è a zona di trasferimentu di calore sò relativamente grandi circuiti sò una parte indispensabile di u circuitu elettronicu, a so struttura hè cumposta da substratu di resina epossidica è lamina di ramu rivestita cum’è un filu. U spessore di u substratu epossidicu hè 4mm, è u spessore di u fogliu di rame hè 0.1mm. U ramu hà una cunduttività termica di 400W / (m ℃), mentre chì l’epoxy hà una conductività termale di solu 0.276W / (m ℃). Ancu se a lamina di rame aghjuntu hè assai fina, hà un forte effettu di guida nantu à u calore, dunque ùn pò micca esse ignorata in a mudellazione.