ภาพรวมของความน่าเชื่อถือทางความร้อนของ PCB

โดยทั่วไป การกระจายฟอยล์ทองแดงบนบอร์ด PCB นั้นซับซ้อนมากและยากที่จะสร้างแบบจำลองได้อย่างแม่นยำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องลดความซับซ้อนของรูปร่างของสายไฟระหว่างการสร้างแบบจำลอง และพยายามทำให้โมเดล ANSYS ใกล้เคียงกับแผงวงจรจริง ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์บนแผงวงจรสามารถจำลองได้ด้วยการสร้างแบบจำลองอย่างง่าย เช่น หลอด MOS และบล็อกวงจรรวม

1. การวิเคราะห์เชิงความร้อน
การวิเคราะห์เชิงความร้อนระหว่างการประมวลผล SMT ช่วยนักออกแบบในการกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของส่วนประกอบบน PCB และในการพิจารณาว่าส่วนประกอบหรือแผงวงจรจะเกิดการไหม้เนื่องจากอุณหภูมิสูงหรือไม่ การวิเคราะห์เชิงความร้อนอย่างง่ายจะคำนวณเฉพาะอุณหภูมิเฉลี่ยของแผงวงจร ในขณะที่สร้างแบบจำลองชั่วคราวที่ซับซ้อนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีแผงวงจรหลายตัว ความถูกต้องแม่นยำของการวิเคราะห์เชิงความร้อนขึ้นอยู่กับความถูกต้องของการใช้พลังงานของส่วนประกอบโดยผู้ออกแบบแผงวงจร
ในการใช้งานจำนวนมากที่น้ำหนักและขนาดทางกายภาพมีความสำคัญมาก หากการใช้พลังงานจริงของส่วนประกอบมีขนาดเล็กมาก ปัจจัยด้านความปลอดภัยของการออกแบบอาจสูงเกินไป และการออกแบบแผงวงจรอาจขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์เชิงความร้อนของ ค่ากำลังของส่วนประกอบที่ไม่สอดคล้องกับค่าจริงหรือแบบอนุรักษ์นิยมเกินไป ตรงกันข้าม (และจริงจังกว่า) คือการออกแบบความปลอดภัยจากความร้อนต่ำ ซึ่งส่วนประกอบทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าที่นักวิเคราะห์คาดการณ์ไว้ ปัญหานี้มักจะแก้ไขได้ด้วยการติดตั้งหม้อน้ำหรือพัดลมเพื่อทำให้แผงวงจรเย็นลง ส่วนเสริมเหล่านี้เพิ่มต้นทุนและนำไปสู่การหยุดทำงานที่เพิ่มขึ้น และการเพิ่มพัดลมเข้ากับการออกแบบยังทำให้เกิดความไม่เสถียรในความน่าเชื่อถือ ดังนั้นจึงใช้วิธีการทำงานแบบแอคทีฟมากกว่าวิธีการทำความเย็นแบบพาสซีฟ (เช่น การพาความร้อนตามธรรมชาติ การนำไฟฟ้า และการแผ่รังสี) สำหรับบอร์ด
2. การสร้างแบบจำลองอย่างง่ายของ แผงวงจร
ก่อนสร้างแบบจำลอง ให้วิเคราะห์อุปกรณ์ทำความร้อนหลักในแผงวงจร เช่น หลอด MOS และแผงวงจรรวม ซึ่งแปลงพลังงานที่สูญเสียไปส่วนใหญ่เป็นความร้อนระหว่างการทำงาน ดังนั้นการพิจารณาหลักสำหรับการสร้างแบบจำลองคืออุปกรณ์เหล่านี้
นอกจากนี้ ให้พิจารณาฟอยล์ทองแดงเป็นการเคลือบลวดบนพื้นผิว PCB พวกเขาไม่เพียง แต่มีบทบาทนำในการออกแบบ แต่ยังมีบทบาทในการนำความร้อนการนำความร้อนและพื้นที่การถ่ายเทความร้อนเป็นแผงวงจรที่ค่อนข้างใหญ่เป็นส่วนสำคัญของวงจรอิเล็กทรอนิกส์โครงสร้างประกอบด้วยพื้นผิวอีพอกซีเรซินและ ฟอยล์ทองแดงเคลือบเป็นลวด ความหนาของพื้นผิวอีพ็อกซี่คือ 4 มม. และความหนาของฟอยล์ทองแดงคือ 0.1 มม. ทองแดงมีค่าการนำความร้อนที่ 400W/(m℃) ในขณะที่อีพ็อกซี่มีค่าการนำความร้อนเพียง 0.276W/(m℃) แม้ว่าฟอยล์ทองแดงที่เติมจะบางมาก แต่ก็ส่งผลกระทบอย่างมากต่อความร้อน ดังนั้นจึงไม่สามารถละเลยในการสร้างแบบจำลองได้