Termal güvenilirliğine genel bakış PCB

Genel olarak, PCB kartlarındaki bakır folyo dağılımı çok karmaşıktır ve doğru bir şekilde modellenmesi zordur. Bu nedenle, modelleme sırasında kablolama şeklini basitleştirmek ve ANSYS modelini gerçek devre kartına yakın hale getirmeye çalışmak gerekir. Devre kartı üzerindeki elektronik bileşenler, MOS tüpü ve entegre devre bloğu gibi basitleştirilmiş modelleme ile de simüle edilebilir.

1. Termal analiz
SMT işlemi sırasında termal analiz, tasarımcılara PCB üzerindeki bileşenlerin elektriksel özelliklerini belirlemede ve bileşenlerin veya devre kartlarının yüksek sıcaklıklardan dolayı yanıp yanmayacağını belirlemede yardımcı olur. Basit termal analiz, yalnızca devre kartının ortalama sıcaklığını hesaplarken, birden fazla devre kartına sahip elektronik ekipman için karmaşık geçici model kurulur. Termal analizin doğruluğu, nihai olarak, devre kartı tasarımcısı tarafından sağlanan bileşen güç tüketiminin doğruluğuna bağlıdır.
Ağırlık ve fiziksel boyutun çok önemli olduğu birçok uygulamada, bileşenin gerçek güç tüketimi çok küçükse, tasarımın güvenlik faktörü çok yüksek olabilir ve devre kartının tasarımı, termal analize dayalı olabilir. gerçek veya çok muhafazakar ile tutarsız olan bileşen güç değeri. Bunun tersi (ve daha ciddi), bileşenin gerçekte analistin tahmin ettiğinden daha yüksek bir sıcaklıkta çalıştığı düşük termal güvenlik tasarımıdır. Bu sorun genellikle devre kartını soğutmak için bir radyatör veya fan takılarak çözülür. Bu eklentiler maliyeti artırıp arıza sürelerinin artmasına neden olmakta, tasarıma fanların eklenmesi de güvenilirlikte istikrarsızlık yaratmaktadır, bu nedenle panolarda pasif soğutma yöntemleri (doğal konveksiyon, iletim ve radyasyon gibi) yerine aktif yöntemler kullanılmaktadır.
2. Basitleştirilmiş modelleme devre kartı
Modellemeden önce, çalışma sırasında kaybedilen gücün çoğunu ısıya dönüştüren MOS tüpleri ve entegre devre blokları gibi devre kartındaki ana ısıtma cihazlarını analiz edin. Bu nedenle, modelleme için ana husus bu cihazlardır.
Ek olarak, bakır folyoyu PCB alt tabakasında tel kaplama olarak düşünün. Sadece tasarımda iletken bir rol oynamakla kalmaz, aynı zamanda ısı iletiminde de rol oynarlar, termal iletkenliği ve ısı transfer alanı nispeten büyüktür devre kartı elektronik devrenin vazgeçilmez bir parçasıdır, yapısı epoksi reçine alt tabakadan oluşur ve tel olarak kaplanmış bakır folyo. Epoksi alt tabakanın kalınlığı 4 mm’dir ve bakır folyonun kalınlığı 0.1 mm’dir. Bakırın ısıl iletkenliği 400W/(m℃) iken epoksinin ısıl iletkenliği sadece 0.276W/(m℃). Eklenen bakır folyo çok ince olmasına rağmen, ısı üzerinde güçlü bir yönlendirici etkiye sahiptir, bu nedenle modellemede göz ardı edilemez.