可通过简化线路板的建模来解决线路板加工的热可靠性问题

随着第三产业技术的发展, 电子产品朝轻便化、微型化、快速化方向发展, 对印制板提出了更高的要求。高密度连接 (HDI) 技术的时代, 线宽和线距等将无可避免地往愈小愈密的趋势发展。为了适应这一发展趋势, 印制线路板设计和制造者们也在不断地更新设计理念和工艺的制作方法。随着印制线路板设计密度的增加, 对于阻焊油墨层的精度要求也日益提高。对于要求小防焊间距的印制线路板, 传统的丝网印刷技术已经不能解决隔线脱落的问题。那么应该如何解决线路板加工问题呢?

1. 热分析

热分析可协助设计人员确定线路板上部件的电气性能，帮助设计人员确定元件或线路板是否会因为高温而烧坏。简单的热分析只是计算线路板的平均温度，复杂的则要对含多个线路板板的电子设备建立瞬态模型。热分析的准确程度终取决于线路板设计人员所提供的元件功耗的准确性。

在许多应用中重量和物理尺寸非常重要，如果元件的实际功耗很小，可能会导致设计的系数过高，从而使线路板的设计采用与实际不符或过于保守的元件功耗值作为根据进行热分析。与之相反(同时也更为严重)的是热系数设计过低，也即元件实际运行时的温度比分析人员预测的要高，此类问题一般要通过加装散热装置或风扇对线路板进行冷却来解决。这些外接附件增加了成本，而且延长了制造时间，在设计中加入风扇还会给可靠性带来不稳定因素，因此线路板板主要采用主动式而不是被动式冷却方式(如自然对流、传导及辐射散热)。

2. 线路板简化建模

建模前分析线路板中主要的发热器件有哪些，如MOS管和集成电路块等，这些元件在工作时将大部分损耗功率转化为热量。因此，建模时主要需要考虑这些器件。此外，还要考虑线路板基板上，作为导线涂敷的铜箔。它们在设计中不但起到导电的作用，还起到传导热量的作用，其热导率和传热面积都比较大线路板板是电子电路不可缺少的组成部分，它的结构由环氧树脂基板和作为导线涂敷的铜箔组成。环氧树脂基板的厚度为4mm，铜箔的厚度为0.1mm。铜的导热率为400W/(m℃)，而环氧树脂的导热率仅为0.276W/(m℃)。尽管所加的铜箔很薄很细，却对热量有强烈的引导作用，因而在建模中是不能忽略的。

通过上述内容可知，热分析可协助设计人员确定线路板上部件的电气性能，帮助设计人员确定元件或线路板是否会因为高温而烧坏。此外，还要考虑线路板基板上，作为导线涂敷的铜箔，它们在设计中不但起到导电的作用，还起到传导热量的作用。