Bagaimana meningkatkan keandalan termal dari PCB？

Secara umum, distribusi foil tembaga pada PCB sangat kompleks dan sulit untuk dimodelkan secara akurat. Oleh karena itu, ketika pemodelan, perlu untuk menyederhanakan bentuk kabel dan mencoba untuk membuat model ANSYS dekat dengan papan sirkuit yang sebenarnya. Komponen elektronik pada papan sirkuit juga dapat disimulasikan dengan pemodelan yang disederhanakan, seperti tabung MOS, blok sirkuit terpadu, dll.

Analisis termal dalam pemrosesan chip dapat membantu perancang menentukan kinerja listrik komponen pada papan sirkuit PCB dan apakah komponen atau papan sirkuit akan terbakar karena suhu tinggi. Analisis termal sederhana hanya menghitung suhu rata-rata papan sirkuit, dan yang kompleks perlu membuat model transien untuk peralatan elektronik dengan beberapa papan sirkuit. Keakuratan analisis termal pada akhirnya tergantung pada keakuratan konsumsi daya komponen yang disediakan oleh perancang papan sirkuit.

Dalam banyak aplikasi, berat dan ukuran fisik sangat penting. Jika konsumsi daya aktual komponen sangat kecil, faktor keamanan desain mungkin terlalu tinggi, sehingga desain papan sirkuit mengadopsi nilai konsumsi daya komponen yang tidak sesuai dengan aktual atau terlalu konservatif sebagai dasar analisis termal. Sebaliknya (dan lebih serius pada saat yang sama), desain faktor keamanan termal terlalu rendah, yaitu, suhu operasi aktual komponen lebih tinggi dari yang diperkirakan oleh para analis. Masalah seperti itu umumnya diselesaikan dengan menambahkan perangkat disipasi panas atau kipas untuk mendinginkan papan sirkuit. Aksesori eksternal ini meningkatkan biaya dan memperpanjang waktu pembuatan. Menambahkan kipas dalam desain juga akan membawa faktor yang tidak stabil pada keandalan. Oleh karena itu, papan sirkuit terutama mengadopsi metode pendinginan aktif daripada pasif (seperti konveksi alami, konduksi dan radiasi).

Pemodelan papan sirkuit yang disederhanakan

Sebelum pemodelan, analisis perangkat pemanas utama di papan sirkuit, seperti tabung MOS dan blok sirkuit terpadu. Komponen-komponen ini mengubah sebagian besar daya yang hilang menjadi panas selama operasi. Oleh karena itu, perangkat ini perlu diperhatikan dalam pemodelan.

Selain itu, lapisan tembaga foil sebagai konduktor pada substrat papan sirkuit juga harus dipertimbangkan. Mereka tidak hanya menghantarkan listrik, tetapi juga menghantarkan panas dalam desain. Konduktivitas termal dan area perpindahan panasnya relatif besar. Papan sirkuit adalah bagian tak terpisahkan dari rangkaian elektronik. Strukturnya terdiri dari substrat resin epoksi dan foil tembaga yang dilapisi sebagai konduktor. Ketebalan substrat resin epoksi adalah 4mm dan ketebalan foil tembaga adalah 0.1mm. Konduktivitas termal tembaga adalah 400W / (m ), sedangkan resin epoksi hanya 0.276w / (m ). Meskipun foil tembaga yang ditambahkan sangat tipis dan halus, ia memiliki efek pemandu yang kuat pada panas, sehingga tidak dapat diabaikan dalam pemodelan.