Làm thế nào để cải thiện độ tin cậy nhiệt của PCB？

Nói chung, sự phân bố của lá đồng trên PCB là rất phức tạp và khó mô hình hóa chính xác. Do đó, khi mô hình hóa, cần phải đơn giản hóa hình dạng dây dẫn và cố gắng làm cho một mô hình ANSYS gần với bảng mạch thực tế. Các thành phần điện tử trên bảng mạch cũng có thể được mô phỏng bằng cách mô hình hóa đơn giản hóa, chẳng hạn như ống MOS, khối mạch tích hợp, v.v.

Phân tích nhiệt trong quá trình xử lý chip có thể giúp các nhà thiết kế xác định hiệu suất điện của các thành phần trên Bảng mạch PCB và liệu các linh kiện hoặc bảng mạch có bị cháy do nhiệt độ cao hay không. Phân tích nhiệt đơn giản chỉ tính toán nhiệt độ trung bình của bảng mạch, và phân tích phức tạp cần thiết lập một mô hình tạm thời cho thiết bị điện tử có nhiều bảng mạch. Độ chính xác của phân tích nhiệt cuối cùng phụ thuộc vào độ chính xác của mức tiêu thụ điện linh kiện do các nhà thiết kế bảng mạch cung cấp.

Trong nhiều ứng dụng, trọng lượng và kích thước vật lý là rất quan trọng. Nếu công suất tiêu thụ thực tế của các linh kiện là rất nhỏ, hệ số an toàn của thiết kế có thể quá cao, do đó thiết kế bảng mạch sử dụng giá trị tiêu thụ công suất của linh kiện không phù hợp với thực tế hoặc quá thận trọng làm cơ sở cho phân tích nhiệt. Ngược lại (và nghiêm trọng hơn), thiết kế hệ số an toàn nhiệt quá thấp, tức là nhiệt độ hoạt động thực tế của các bộ phận cao hơn so với dự đoán của các nhà phân tích. Những vấn đề như vậy thường được giải quyết bằng cách thêm các thiết bị tản nhiệt hoặc quạt để làm mát bảng mạch. Các phụ kiện bên ngoài này làm tăng chi phí và kéo dài thời gian sản xuất. Thêm quạt trong thiết kế cũng sẽ mang lại các yếu tố không ổn định cho độ tin cậy. Do đó, bảng mạch chủ yếu áp dụng các phương pháp làm mát chủ động chứ không phải thụ động (như đối lưu tự nhiên, dẫn truyền và bức xạ).

Mô hình bảng mạch đơn giản

Trước khi tạo mô hình, hãy phân tích các thiết bị sưởi ấm chính trong bảng mạch, chẳng hạn như ống MOS và các khối mạch tích hợp. Các thành phần này chuyển đổi phần lớn điện năng bị mất thành nhiệt trong quá trình hoạt động. Do đó, các thiết bị này cần được xem xét trong việc lập mô hình.

Ngoài ra, lá đồng được phủ làm chất dẫn điện trên bề mặt bảng mạch cũng cần được xem xét. Chúng không chỉ dẫn điện mà còn dẫn nhiệt trong thiết kế. Diện tích dẫn nhiệt và truyền nhiệt của chúng tương đối lớn. Bảng mạch là một bộ phận không thể thiếu trong mạch điện tử. Cấu trúc của nó bao gồm nền nhựa epoxy và lá đồng được phủ làm chất dẫn điện. Độ dày của nền nhựa epoxy là 4mm và độ dày của lá đồng là 0.1mm. Hệ số dẫn nhiệt của đồng là 400W / (m ℃), trong khi của nhựa epoxy chỉ 0.276w / (m ℃). Mặc dù lá đồng được thêm vào rất mỏng và mịn, nó có tác dụng dẫn nhiệt mạnh mẽ, vì vậy nó không thể được bỏ qua trong mô hình.