Pregled toplotne zanesljivosti PCB

Na splošno je distribucija bakrene folije na ploščah PCB zelo zapletena in jo je težko natančno modelirati. Zato je treba med modeliranjem poenostaviti obliko ožičenja in poskusiti približati model ANSYS dejanskemu vezju. Elektronske komponente na vezju je mogoče simulirati tudi s poenostavljenim modeliranjem, kot sta cev MOS in blok integriranega vezja.

1. Toplotna analiza
Toplotna analiza med obdelavo SMT pomaga oblikovalcem pri določanju električnih lastnosti komponent na tiskanem vezju in pri ugotavljanju, ali bodo komponente ali vezja izgorela zaradi visokih temperatur. Preprosta toplotna analiza izračuna le povprečno temperaturo tiskanega vezja, medtem ko je zapleten prehodni model vzpostavljen za elektronsko opremo z več vezji. Natančnost toplotne analize je na koncu odvisna od natančnosti porabe energije komponente, ki jo zagotovi oblikovalec vezja.
V mnogih aplikacijah, kjer sta teža in fizična velikost zelo pomembni, če je dejanska poraba energije komponente zelo majhna, je lahko varnostni faktor zasnove previsok in zasnova vezja lahko temelji na toplotni analizi vrednost moči komponente, ki ni v skladu z dejansko ali preveč konzervativno. Nasprotno (in bolj resno) je zasnova z nizko toplotno varnostjo, pri kateri komponenta dejansko deluje pri višji temperaturi, kot je napovedal analitik. Ta problem se običajno reši z namestitvijo radiatorja ali ventilatorja za hlajenje vezja. Ti dodatki povečujejo stroške in vodijo k večjim izpadom, dodajanje ventilatorjev v zasnovo pa povzroča tudi nestabilnost v zanesljivosti, zato se za plošče uporabljajo aktivne in ne pasivne metode hlajenja (kot so naravna konvekcija, prevodnost in sevanje).
2. Poenostavljeno modeliranje vezje
Pred modeliranjem analizirajte glavne grelne naprave na vezju, na primer MOS cevi in ​​bloke integriranega vezja, ki med delovanjem pretvorijo večino izgubljene energije v toploto. Zato so pri modeliranju najpomembnejše te naprave.
Poleg tega upoštevajte, da je bakrena folija žična prevleka na podlagi PCB. Pri načrtovanju nimajo le prevodne vloge, ampak imajo tudi vlogo pri prevodnosti toplote, njena toplotna prevodnost in območje prenosa toplote sta razmeroma velika vezje je nepogrešljiv del elektronskega vezja, njegova struktura je sestavljena iz substrata iz epoksi smole in bakrena folija prevlečena kot žica. Debelina epoksidne podlage je 4 mm, debelina bakrene folije pa 0.1 mm. Toplotna prevodnost bakra je 400 W/(m ℃), epoksid pa le 0.276 W/(m ℃). Čeprav je dodana bakrena folija zelo tanka, ima močan vodilni učinek na toploto, zato je pri modeliranju ni mogoče prezreti.