Ako zlepšiť tepelnú spoľahlivosť PCB？

Všeobecne platí, že distribúcia medenej fólie na PCB je veľmi zložitý a je ťažké ho presne modelovať. Preto je pri modelovaní potrebné zjednodušiť tvar zapojenia a pokúsiť sa vytvoriť model ANSYS blízko skutočnej dosky plošných spojov. Elektronické súčiastky na doske s plošnými spojmi je možné simulovať aj zjednodušeným modelovaním, ako sú napríklad elektrónky MOS, bloky integrovaných obvodov atď.

Tepelná analýza pri spracovaní čipov môže projektantom pomôcť určiť elektrický výkon komponentov Doska plošných spojov a či komponenty alebo doska s plošnými spojmi vyhoria kvôli vysokej teplote. Jednoduchá tepelná analýza vypočíta iba priemernú teplotu dosky s plošnými spojmi a tá zložitá potrebuje vytvoriť prechodový model pre elektronické zariadenie s viacerými doskami. Presnosť tepelnej analýzy v konečnom dôsledku závisí od presnosti spotreby energie komponentov, ktorú poskytli návrhári obvodových dosiek.

V mnohých aplikáciách sú hmotnosť a fyzická veľkosť veľmi dôležité. Ak je skutočná spotreba energie súčiastok veľmi malá, bezpečnostný faktor návrhu môže byť príliš vysoký, takže návrh dosky plošných spojov prijíma ako základ pre tepelnú analýzu hodnotu spotreby energie komponentu, ktorá je v rozpore so skutočnou alebo príliš konzervatívna. Naopak (a súčasne vážnejšie) je návrh faktora tepelnej bezpečnosti príliš nízky, to znamená, že skutočná prevádzková teplota komponentov je vyššia, ako predpovedali analytici. Takéto problémy sa spravidla riešia pridaním zariadení alebo odvádzačov tepla na chladenie dosky plošných spojov. Toto externé príslušenstvo zvyšuje náklady a predlžuje dobu výroby. Pridanie ventilátorov do dizajnu tiež prinesie nestabilné faktory spoľahlivosti. Doska plošných spojov preto používa predovšetkým aktívne než pasívne chladiace metódy (ako je prirodzená konvekcia, vedenie a žiarenie).

Zjednodušené modelovanie obvodov

Pred modelovaním analyzujte hlavné vykurovacie zariadenia na doske plošných spojov, ako sú elektrónky MOS a bloky integrovaných obvodov. Tieto komponenty počas prevádzky premieňajú väčšinu stratenej energie na teplo. Preto je potrebné pri modelovaní s týmito zariadeniami počítať.

Okrem toho by sa mala zvážiť aj medená fólia potiahnutá ako vodič na podklade plošných spojov. Pri návrhu nielen vedú elektrický prúd, ale tiež vedú teplo. Ich tepelná vodivosť a plocha prenosu tepla sú relatívne veľké. Obvodová doska je nepostrádateľnou súčasťou elektronického obvodu. Jeho štruktúra je tvorená substrátom z epoxidovej živice a medenou fóliou potiahnutou ako vodič. Hrúbka substrátu z epoxidovej živice je 4 mm a hrúbka medenej fólie je 0.1 mm. Tepelná vodivosť medi je 400 W / (m ℃), zatiaľ čo epoxidová živica je iba 0.276 W / (m ℃). Aj keď je pridaná medená fólia veľmi tenká a jemná, má silný vodiaci účinok na teplo, preto ju pri modelovaní nemožno ignorovať.