Come migliorare l’affidabilità termica di PCB？

In generale, la distribuzione del foglio di rame su PCB è molto complesso e difficile da modellare con precisione. Pertanto, durante la modellazione, è necessario semplificare la forma del cablaggio e provare a realizzare un modello ANSYS vicino al circuito stampato reale. I componenti elettronici sul circuito possono anche essere simulati mediante modellazione semplificata, come tubi MOS, blocchi di circuiti integrati, ecc.

L’analisi termica nell’elaborazione dei chip può aiutare i progettisti a determinare le prestazioni elettriche dei componenti su Circuito stampato e se i componenti o il circuito si bruceranno a causa dell’alta temperatura. L’analisi termica semplice calcola solo la temperatura media del circuito, mentre quella complessa deve stabilire un modello transitorio per l’apparecchiatura elettronica con più circuiti. L’accuratezza dell’analisi termica dipende in ultima analisi dall’accuratezza del consumo energetico dei componenti fornita dai progettisti di circuiti stampati.

In molte applicazioni, il peso e le dimensioni fisiche sono molto importanti. Se il consumo energetico effettivo dei componenti è molto ridotto, il fattore di sicurezza del progetto potrebbe essere troppo alto, in modo che il progetto della scheda a circuiti adotta il valore del consumo energetico del componente incoerente con l’effettivo o troppo conservativo come base per l’analisi termica. Al contrario (e allo stesso tempo più grave), il fattore di sicurezza termica di progetto è troppo basso, ovvero la temperatura di funzionamento effettiva dei componenti è superiore a quella prevista dagli analisti. Tali problemi vengono generalmente risolti aggiungendo dispositivi di dissipazione del calore o ventole per raffreddare il circuito. Questi accessori esterni aumentano il costo e prolungano i tempi di produzione. L’aggiunta di ventole nel design porterà anche fattori instabili all’affidabilità. Pertanto, il circuito adotta principalmente metodi di raffreddamento attivi piuttosto che passivi (come convezione naturale, conduzione e irraggiamento).

Modellazione semplificata del circuito stampato

Prima di modellare, analizzare i principali dispositivi di riscaldamento nel circuito, come tubi MOS e blocchi di circuiti integrati. Questi componenti convertono la maggior parte della potenza persa in calore durante il funzionamento. Pertanto, questi dispositivi devono essere considerati nella modellazione.

Inoltre, dovrebbe essere considerato anche un foglio di rame rivestito come conduttore sul substrato del circuito. Non solo conducono elettricità, ma conducono anche calore nel design. La loro conduttività termica e l’area di trasferimento del calore sono relativamente grandi. Il circuito è una parte indispensabile del circuito elettronico. La sua struttura è composta da un substrato di resina epossidica e una lamina di rame rivestita come conduttore. Lo spessore del substrato in resina epossidica è di 4 mm e lo spessore della lamina di rame è di 0.1 mm. La conducibilità termica del rame è di 400 W/(m ), mentre quella della resina epossidica è di soli 0.276 W/(m ). Sebbene la lamina di rame aggiunta sia molto sottile e fine, ha un forte effetto guida sul calore, quindi non può essere ignorata nella modellazione.