Jak zlepšit tepelnou spolehlivost PCB？

Obecně platí, že distribuce měděné fólie na PCB je velmi složitý a obtížně přesně modelovatelný. Proto je při modelování nutné zjednodušit tvar zapojení a pokusit se vytvořit model ANSYS blízko skutečné desky plošných spojů. Elektronické součástky na desce plošných spojů lze také simulovat zjednodušeným modelováním, jako jsou elektronky MOS, bloky integrovaných obvodů atd.

Tepelná analýza při zpracování čipů může projektantům pomoci určit elektrický výkon součástí Deska plošných spojů a zda komponenty nebo deska s plošnými spoji shoří kvůli vysoké teplotě. Jednoduchá tepelná analýza vypočítává pouze průměrnou teplotu desky s plošnými spoji a ta složitá potřebuje vytvořit přechodový model pro elektronické zařízení s více deskami s obvody. Přesnost tepelné analýzy v konečném důsledku závisí na přesnosti spotřeby energie komponent poskytované návrháři desek s obvody.

V mnoha aplikacích je hmotnost a fyzická velikost velmi důležitá. Pokud je skutečná spotřeba energie součástí velmi malá, může být bezpečnostní faktor návrhu příliš vysoký, takže návrh desky plošných spojů přijímá jako základ pro tepelnou analýzu hodnotu spotřeby energie součásti, která je v rozporu se skutečnou nebo příliš konzervativní. Naopak (a současně vážnější) je návrh součinitele tepelné bezpečnosti příliš nízký, to znamená, že skutečná provozní teplota součástí je vyšší, než předpovídali analytici. Takové problémy se obecně řeší přidáním zařízení pro rozptyl tepla nebo ventilátorů k chlazení desky plošných spojů. Toto externí příslušenství zvyšuje náklady a prodlužuje dobu výroby. Přidání ventilátorů do designu také přinese nestabilní faktory spolehlivosti. Deska s obvody proto přijímá spíše aktivní než pasivní způsoby chlazení (jako je přirozená konvekce, vedení a záření).

Zjednodušené modelování obvodů

Před modelováním analyzujte hlavní topná zařízení v obvodové desce, jako jsou elektronky MOS a bloky integrovaných obvodů. Tyto součásti přeměňují většinu ztracené energie na teplo během provozu. Proto je třeba s těmito zařízeními počítat při modelování.

Kromě toho by měla být také zvážena měděná fólie potažená jako vodič na substrátu desky plošných spojů. V designu vedou nejen elektřinu, ale také teplo. Jejich tepelná vodivost a oblast přenosu tepla jsou poměrně velké. Deska s obvody je nepostradatelnou součástí elektronického obvodu. Jeho struktura se skládá ze substrátu z epoxidové pryskyřice a měděné fólie potažené jako vodič. Tloušťka substrátu epoxidové pryskyřice je 4 mm a tloušťka měděné fólie je 0.1 mm. Tepelná vodivost mědi je 400 W / (m ℃), zatímco epoxidová pryskyřice je pouze 0.276 w / (m ℃). Přestože je přidaná měděná fólie velmi tenká a jemná, má silný vodicí účinek na teplo, takže ji nelze při modelování ignorovat.