Comment améliorer la fiabilité thermique de PCB？

En général, la distribution de feuilles de cuivre sur PCB est très complexe et difficile à modéliser avec précision. Par conséquent, lors de la modélisation, il est nécessaire de simplifier la forme du câblage et d’essayer de créer un modèle ANSYS proche du circuit imprimé réel. Les composants électroniques du circuit imprimé peuvent également être simulés par une modélisation simplifiée, tels que des tubes MOS, des blocs de circuits intégrés, etc.

L’analyse thermique dans le traitement des puces peut aider les concepteurs à déterminer les performances électriques des composants sur Carte de circuit imprimé et si les composants ou le circuit imprimé vont griller en raison de la température élevée. L’analyse thermique simple ne calcule que la température moyenne de la carte de circuit imprimé, et la plus complexe doit établir un modèle transitoire pour l’équipement électronique avec plusieurs cartes de circuit imprimé. La précision de l’analyse thermique dépend en fin de compte de la précision de la consommation électrique des composants fournie par les concepteurs de circuits imprimés.

Dans de nombreuses applications, le poids et la taille physique sont très importants. Si la consommation d’énergie réelle des composants est très faible, le facteur de sécurité de conception peut être trop élevé, de sorte que la conception de la carte de circuit imprimé adopte la valeur de consommation d’énergie des composants qui est incompatible avec la valeur réelle ou trop prudente comme base pour l’analyse thermique. Au contraire (et plus grave en même temps), la conception du facteur de sécurité thermique est trop faible, c’est-à-dire que la température réelle de fonctionnement des composants est supérieure à celle prédite par les analystes. De tels problèmes sont généralement résolus en ajoutant des dispositifs de dissipation thermique ou des ventilateurs pour refroidir le circuit imprimé. Ces accessoires externes augmentent le coût et allongent le temps de fabrication. L’ajout de ventilateurs dans la conception apportera également des facteurs d’instabilité à la fiabilité. Par conséquent, le circuit imprimé adopte principalement des méthodes de refroidissement actives plutôt que passives (telles que la convection naturelle, la conduction et le rayonnement).

Modélisation simplifiée des circuits imprimés

Avant la modélisation, analysez les principaux dispositifs de chauffage du circuit imprimé, tels que les tubes MOS et les blocs de circuits intégrés. Ces composants convertissent la majeure partie de la puissance perdue en chaleur pendant le fonctionnement. Par conséquent, ces dispositifs doivent être pris en compte dans la modélisation.

De plus, une feuille de cuivre revêtue comme conducteur sur le substrat de la carte de circuit doit également être prise en compte. Ils conduisent non seulement l’électricité, mais aussi la chaleur dans la conception. Leur conductivité thermique et leur surface de transfert de chaleur sont relativement importantes. Le circuit imprimé est un élément indispensable du circuit électronique. Sa structure est composée d’un substrat en résine époxy et d’une feuille de cuivre revêtue comme conducteur. L’épaisseur du substrat en résine époxy est de 4 mm et l’épaisseur de la feuille de cuivre est de 0.1 mm. La conductivité thermique du cuivre est de 400W/(m℃), tandis que celle de la résine époxy n’est que de 0.276w/(m℃). Bien que la feuille de cuivre ajoutée soit très fine et fine, elle a un fort effet de guidage sur la chaleur, elle ne peut donc pas être ignorée dans la modélisation.