Resumen de la fiabilidad térmica de PCB

En general, la distribución de láminas de cobre en placas PCB es muy compleja y difícil de modelar con precisión. Por lo tanto, es necesario simplificar la forma del cableado durante el modelado e intentar hacer que el modelo ANSYS se acerque a la placa de circuito real. Los componentes electrónicos de la placa de circuito también se pueden simular mediante un modelado simplificado, como el tubo MOS y el bloque de circuito integrado.

1. Análisis térmico
El análisis térmico durante el procesamiento SMT ayuda a los diseñadores a determinar las propiedades eléctricas de los componentes en la PCB y a determinar si los componentes o las placas de circuito se quemarán debido a las altas temperaturas. El análisis térmico simple solo calcula la temperatura promedio de la placa de circuito, mientras que el modelo transitorio complejo se establece para el equipo electrónico con múltiples placas de circuito. La precisión del análisis térmico depende en última instancia de la precisión del consumo de energía de los componentes proporcionada por el diseñador de la placa de circuito.
En muchas aplicaciones donde el peso y el tamaño físico son muy importantes, si el consumo de energía real del componente es muy pequeño, el factor de seguridad del diseño puede ser demasiado alto y el diseño de la placa de circuito puede basarse en el análisis térmico de el valor de potencia del componente que es inconsistente con el real o demasiado conservador. Lo contrario (y más grave) es un diseño de baja seguridad térmica, en el que el componente realmente funciona a una temperatura más alta de lo que predijo el analista. Este problema generalmente se resuelve instalando un radiador o ventilador para enfriar la placa de circuito. Estos complementos añaden costos y conducen a un mayor tiempo de inactividad, y la adición de ventiladores al diseño también crea inestabilidad en la confiabilidad, por lo que se utilizan métodos de enfriamiento activos en lugar de pasivos (como convección natural, conducción y radiación) para los tableros.
2. Modelado simplificado de placa de circuito
Antes de modelar, analice los principales dispositivos de calefacción en la placa de circuito, como los tubos MOS y los bloques de circuitos integrados, que convierten la mayor parte de la energía perdida en calor durante el funcionamiento. Por lo tanto, la principal consideración para el modelado son estos dispositivos.
Además, considere la lámina de cobre como revestimiento de alambre en el sustrato de PCB. No solo juegan un papel conductor en el diseño, sino que también juegan un papel en la conducción de calor, su conductividad térmica y el área de transferencia de calor son relativamente grandes La placa de circuito es una parte indispensable del circuito electrónico, su estructura está compuesta de sustrato de resina epoxi y lámina de cobre recubierta como un alambre. El espesor del sustrato epoxi es de 4 mm y el espesor de la lámina de cobre es de 0.1 mm. El cobre tiene una conductividad térmica de 400W / (m ℃), mientras que el epoxi tiene una conductividad térmica de solo 0.276W / (m ℃). Aunque la lámina de cobre agregada es muy delgada, tiene un fuerte efecto de guía sobre el calor, por lo que no se puede ignorar en el modelado.