כיצד לשפר את האמינות התרמית של PCB？

באופן כללי, חלוקת רדיד הנחושת על PCB הוא מאוד מורכב וקשה לדגם במדויק. לכן, בעת הדוגמנות, יש צורך לפשט את צורת החיווט ולנסות להפוך דגם ANSYS קרוב ללוח המעגלים בפועל. ניתן לדמות את הרכיבים האלקטרוניים בלוח המעגלים באמצעות דוגמנות פשוטות, כגון צינורות MOS, בלוקים משולבים וכו ‘.

ניתוח תרמי בעיבוד שבבים יכול לסייע למעצבים לקבוע את הביצועים החשמליים של רכיבים לוח מעגלים והאם רכיבים או לוח מעגלים יישרפו בגלל טמפרטורה גבוהה. הניתוח התרמי הפשוט מחשב רק את הטמפרטורה הממוצעת של המעגל, והמתחם צריך להקים מודל חולף לציוד האלקטרוני עם מספר מעגלים. דיוק הניתוח התרמי בסופו של דבר תלוי בדיוק של צריכת החשמל של רכיבים המסופקים על ידי מעצבי לוח מעגלים.

ביישומים רבים, משקל וגודל פיזי חשובים מאוד. אם צריכת החשמל בפועל של רכיבים קטנה מאוד, גורם הבטיחות של התכנון עשוי להיות גבוה מדי, כך שתכנון לוח המעגלים יאמץ את ערך צריכת החשמל של הרכיב שאינו עולה בקנה אחד עם המציאות בפועל או שמרנית מדי כבסיס לניתוח תרמי. להיפך (וחמור יותר בו זמנית), עיצוב מקדם הבטיחות התרמית נמוך מדי, כלומר טמפרטורת הפעולה בפועל של הרכיבים גבוהה מזו שחזו האנליסטים. בעיות כאלה נפתרות בדרך כלל על ידי הוספת התקני פיזור חום או מאווררים לקירור הלוח. אביזרים חיצוניים אלה מעלים את העלות ומאריכים את זמן הייצור. הוספת מאווררים בעיצוב תביא גם גורמים לא יציבים לאמינות. לכן, לוח המעגלים מאמץ בעיקר שיטות קירור אקטיביות ולא פסיביות (כגון הסעה טבעית, הולכה וקרינה).

דוגמנות של מעגלים פשוטים

לפני הדוגמנות, נתח את התקני החימום העיקריים בלוח המעגלים, כגון צינורות MOS ובלוקים של מעגלים משולבים. רכיבים אלה ממירים את רוב הכוח האבוד לחום במהלך הפעולה. לכן, יש להתחשב במכשירים אלה בדוגמנות.

בנוסף, יש לשקול גם רדיד נחושת המצופה כמנצח על מצע הלוח. הם לא רק מוליכים חשמל, אלא גם מוליכים חום בעיצוב. מוליכות תרמית ושטח העברת החום שלהם גדולים יחסית. לוח מעגלים הוא חלק הכרחי במעגל האלקטרוני. המבנה שלה מורכב מצע שרף אפוקסי ורדיד נחושת מצופה כמנצח. עובי מצע שרף האפוקסי הוא 4 מ”מ ועובי רדיד הנחושת הוא 0.1 מ”מ. המוליכות התרמית של הנחושת היא 400W / (m ℃), ואילו זו של שרף אפוקסי היא רק 0.276w / (m ℃). למרות שרדיד הנחושת הנוסף הוא דק ודק מאוד, יש לו השפעה מנחה חזקה על החום, כך שלא ניתן להתעלם ממנו בדוגמנות.