Yleiskatsaus lämpövarmuuteen PCB

Yleensä kuparifolion jakelu piirilevyillä on hyvin monimutkaista ja vaikeaa mallintaa tarkasti. Siksi johdotuksen muotoa on yksinkertaistettava mallinnuksen aikana ja yritettävä saada ANSYS -malli lähelle todellista piirilevyä. Piirilevyn elektronisia komponentteja voidaan myös simuloida yksinkertaistetulla mallinnuksella, kuten MOS -putki ja integroitu piirilohko.

1. Lämpöanalyysi
Lämpöanalyysi SMT -käsittelyn aikana auttaa suunnittelijoita määrittämään piirilevyn komponenttien sähköiset ominaisuudet ja määrittämään, palavatko komponentit tai piirilevyt korkeiden lämpötilojen takia. Yksinkertainen lämpöanalyysi laskee vain piirilevyn keskilämpötilan, kun taas monimutkainen ohimallimuoto luodaan elektroniikkalaitteille, joissa on useita piirilevyjä. Lämpöanalyysin tarkkuus riippuu viime kädessä piirilevyn suunnittelijan tarjoamasta komponentin virrankulutuksen tarkkuudesta.
Monissa sovelluksissa, joissa paino ja fyysinen koko ovat erittäin tärkeitä, jos komponentin todellinen virrankulutus on hyvin pieni, suunnittelun varmuuskerroin voi olla liian korkea ja piirilevyn rakenne voi perustua komponentin tehon arvo, joka on ristiriidassa todellisen tai liian konservatiivisen kanssa. Päinvastoin (ja vakavampi) on alhainen lämpöturvallisuus, jossa komponentti todella toimii korkeammassa lämpötilassa kuin analyytikko ennusti. Tämä ongelma ratkaistaan ​​yleensä asentamalla jäähdytin tai tuuletin piirilevyn jäähdyttämiseksi. Nämä lisäosat lisäävät kustannuksia ja lisäävät seisokkeja, ja tuulettimien lisääminen suunnitteluun lisää myös epävakautta luotettavuudessa, joten levyille käytetään aktiivisia eikä passiivisia jäähdytysmenetelmiä (kuten luonnollinen konvektio, johtuminen ja säteily).
2. Yksinkertaistettu mallinnus piirilevy
Ennen mallinnusta analysoi piirilevyn tärkeimmät lämmityslaitteet, kuten MOS -putket ja integroidut piirilohot, jotka muuttavat suurimman osan menetetystä tehosta lämmöksi käytön aikana. Siksi mallinnuksen tärkein näkökohta on nämä laitteet.
Lisäksi harkitse kuparikalvoa langanpäällysteenä piirilevyalustalla. Niillä ei ole pelkästään johtavaa roolia suunnittelussa, vaan myös lämmönjohtamisessa, sen lämmönjohtavuus ja lämmönsiirtoalue ovat suhteellisen suuria piirilevyjä, jotka ovat välttämätön osa elektronista piiriä, sen rakenne koostuu epoksihartsisubstraatista ja lanka päällystetty kuparifolio. Epoksialustan paksuus on 4 mm ja kuparikalvon paksuus 0.1 mm. Kuparin lämmönjohtavuus on 400 W/(m ℃), kun taas epoksi lämmönjohtavuus on vain 0.276 W/(m ℃). Vaikka lisätty kuparikalvo on hyvin ohut, sillä on voimakas ohjaava vaikutus lämmössä, joten sitä ei voida sivuuttaa mallinnuksessa.