Pārskats par termisko uzticamību PCB

Kopumā vara folijas sadalījums uz PCB plāksnēm ir ļoti sarežģīts un grūti precīzi modelējams. Tāpēc modelēšanas laikā ir jāvienkāršo elektroinstalācijas forma un jācenšas padarīt ANSYS modeli tuvu faktiskajai shēmas platei. Elektroniskos komponentus uz shēmas plates var simulēt arī ar vienkāršotu modelēšanu, piemēram, MOS cauruli un integrētās shēmas bloku.

1. Termiskā analīze
Termiskā analīze SMT apstrādes laikā palīdz dizaineriem noteikt PCB komponentu elektriskās īpašības un noteikt, vai komponenti vai shēmas plates izdegsies augstas temperatūras dēļ. Vienkāršā termiskā analīze aprēķina tikai shēmas plates vidējo temperatūru, savukārt sarežģītais pārejas modelis ir izveidots elektroniskajai iekārtai ar vairākām shēmas plates. Termiskās analīzes precizitāte galu galā ir atkarīga no shēmas plates projektētāja sniegtā komponenta enerģijas patēriņa precizitātes.
Daudzos pielietojumos, kur svars un fiziskais izmērs ir ļoti svarīgi, ja komponenta faktiskais enerģijas patēriņš ir ļoti mazs, konstrukcijas drošības koeficients var būt pārāk augsts, un shēmas plates dizains var būt balstīts uz komponenta jaudas vērtība, kas neatbilst faktiskajai vai pārāk konservatīvajai. Pretēji (un nopietnāk) ir zema termiskā drošuma konstrukcija, kurā sastāvdaļa faktiski darbojas augstākā temperatūrā, nekā prognozēja analītiķis. Šī problēma parasti tiek atrisināta, uzstādot radiatoru vai ventilatoru, lai atdzesētu shēmas plati. Šie papildinājumi palielina izmaksas un palielina dīkstāves laiku, un ventilatoru pievienošana dizainam rada arī uzticamības nestabilitāti, tāpēc dēļiem tiek izmantotas aktīvas, nevis pasīvas dzesēšanas metodes (piemēram, dabiskā konvekcija, vadītspēja un starojums).
2. Vienkāršota modelēšana plate
Pirms modelēšanas analizējiet shēmas plates galvenās sildierīces, piemēram, MOS caurules un integrālās shēmas blokus, kas darbības laikā lielāko daļu zaudētās jaudas pārvērš siltumā. Tāpēc galvenais apsvērums modelēšanā ir šīs ierīces.
Turklāt vara foliju uzskata par stieples pārklājumu uz PCB pamatnes. Viņiem ir ne tikai vadoša loma dizainā, bet arī nozīme siltuma vadīšanā, tās siltumvadītspēja un siltuma pārneses zona ir salīdzinoši liela shēmas plate, kas ir neatņemama elektroniskās shēmas sastāvdaļa, tās struktūra sastāv no epoksīda sveķu substrāta un vara folija, pārklāta kā stieple. Epoksīda substrāta biezums ir 4 mm, un vara folijas biezums ir 0.1 mm. Vara siltumvadītspēja ir 400 W/(m ℃), bet epoksīda siltumvadītspēja ir tikai 0.276 W/(m ℃). Lai gan pievienotā vara folija ir ļoti plāna, tai ir spēcīga vadoša ietekme uz siltumu, tāpēc to nevar ignorēt modelēšanā.