Jak poprawić niezawodność termiczną PCB？

Ogólnie rozkład folii miedzianej na PCB jest bardzo złożony i trudny do dokładnego modelowania. Dlatego podczas modelowania konieczne jest uproszczenie kształtu okablowania i próba zbliżenia modelu ANSYS do rzeczywistej płytki drukowanej. Komponenty elektroniczne na płytce drukowanej można również symulować przez uproszczone modelowanie, takie jak lampy MOS, bloki obwodów scalonych itp.

Analiza termiczna w przetwarzaniu chipów może pomóc projektantom określić parametry elektryczne komponentów włączonych Płytka drukowana i czy komponenty lub płytka drukowana wypali się z powodu wysokiej temperatury. Prosta analiza termiczna oblicza jedynie średnią temperaturę płytki drukowanej, a złożona musi ustalić model przejściowy dla sprzętu elektronicznego z wieloma płytkami drukowanymi. Dokładność analizy termicznej ostatecznie zależy od dokładności poboru mocy komponentów zapewnianej przez projektantów płytek drukowanych.

W wielu zastosowaniach bardzo ważna jest waga i rozmiar fizyczny. Jeśli rzeczywisty pobór mocy komponentów jest bardzo mały, współczynnik bezpieczeństwa projektu może być zbyt wysoki, tak że projekt płytki drukowanej przyjmuje jako podstawę analizy termicznej wartość poboru mocy komponentu, która jest niezgodna z rzeczywistą lub zbyt zachowawcza. Wręcz przeciwnie (i jednocześnie poważniej), projekt współczynnika bezpieczeństwa termicznego jest zbyt niski, to znaczy rzeczywista temperatura pracy komponentów jest wyższa niż przewidywana przez analityków. Takie problemy są zazwyczaj rozwiązywane przez dodanie urządzeń rozpraszających ciepło lub wentylatorów do chłodzenia płytki drukowanej. Te akcesoria zewnętrzne zwiększają koszty i wydłużają czas produkcji. Dodanie wentylatorów do projektu wpłynie również na niestabilne czynniki niezawodności. Dlatego płytka drukowana przyjmuje głównie aktywne, a nie pasywne metody chłodzenia (takie jak naturalna konwekcja, przewodzenie i promieniowanie).

Uproszczone modelowanie płytek drukowanych

Przed modelowaniem przeanalizuj główne urządzenia grzewcze na płytce drukowanej, takie jak lampy MOS i bloki obwodów scalonych. Te komponenty przetwarzają większość utraconej mocy na ciepło podczas pracy. Dlatego te urządzenia muszą być brane pod uwagę w modelowaniu.

Ponadto należy również wziąć pod uwagę folię miedzianą pokrytą jako przewodnik na podłożu płytki drukowanej. Nie tylko przewodzą prąd, ale także przewodzą ciepło w projekcie. Ich przewodność cieplna i powierzchnia wymiany ciepła są stosunkowo duże. Płytka drukowana jest nieodzowną częścią układu elektronicznego. Jego struktura składa się z podłoża z żywicy epoksydowej i folii miedzianej pokrytej jako przewodnik. Grubość podłoża z żywicy epoksydowej wynosi 4mm, a grubość folii miedzianej to 0.1mm. Przewodność cieplna miedzi wynosi 400 W/(m ℃), podczas gdy żywica epoksydowa wynosi tylko 0.276 W/(m ℃). Chociaż dodana folia miedziana jest bardzo cienka i cienka, ma silny wpływ na ciepło, więc nie można jej pominąć w modelowaniu.