Leiterplattentechnisch - PCB-Produktionsprozess und Verbesserung der thermischen Zuverlässigkeit?

1. Entwerfen Sie das schematische Diagramm entsprechend der Funktion der Schaltung. Das Design des Schaltplans basiert hauptsächlich auf der elektrischen Leistung jeder Komponente und der vernünftigen Konstruktion entsprechend den Bedürfnissen. Durch das Diagramm können die wichtigen Funktionen der Leiterplatte und die Beziehung zwischen den verschiedenen Komponenten genau reflektiert werden. Das Design des Schaltplans ist der erste Schritt im PCB-Produktionsprozess und es ist auch ein sehr wichtiger Schritt. Normalerweise ist die Software, die für die Gestaltung von Schaltplänen verwendet wird, PROTEl.

2. Nachdem der Schaltplanentwurf abgeschlossen ist, muss jede Komponente durch PROTEL verpackt werden, um das Raster mit dem gleichen Aussehen und der gleichen Größe zu erzeugen und zu realisieren. Nachdem das Komponentenpaket geändert wurde, führen Sie Edit/Set Preference/pin 1 aus, um den Paketreferenzpunkt am ersten Pin festzulegen. Führen Sie dann Report/Component Rule Check aus, um alle zu prüfenden Regeln festzulegen, und OK. An diesem Punkt wird das Paket erstellt.

3. Formal PCB erzeugen. Nachdem das Netzwerk erzeugt wurde, muss die Position jeder Komponente entsprechend der Größe der Leiterplattenplatte platziert werden. Beim Platzieren muss sichergestellt werden, dass sich die Leitungen jeder Komponente nicht kreuzen. Nachdem die Platzierung der Komponenten abgeschlossen ist, wird schließlich eine DRC-Prüfung durchgeführt, um die Pin- oder Leitungsüberkreuzungsfehler während der Verdrahtung jeder Komponente zu beseitigen. Nachdem alle Fehler beseitigt sind, ist ein kompletter PCB-Designprozess abgeschlossen.

4. Verwenden Sie spezielles Kohlenstoffpapier, um das entworfene PCB-Diagramm durch einen Tintenstrahldrucker auszudrucken, und drücken Sie dann die Seite des gedruckten Schaltplans gegen die Kupferplatte und legen Sie es schließlich auf den Wärmetauscher für den Heißdruck. Das Carbonpapier wird bei hoher Temperatur gedruckt. Die Tinte auf dem Schaltplan wird auf die Kupferplatte geklebt.

5. Herstellung von Brettern. Bereiten Sie die Lösung vor, mischen Sie Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid in einem Verhältnis von 3:1, dann setzen Sie die Kupferplatte mit Tintenflecken hinein, warten Sie etwa drei bis vier Minuten, warten Sie, bis alle Kupferplatte außer den Tintenflecken korrodiert sind, entfernen Sie dann die Kupferplatte und spülen Sie dann die Lösung mit sauberem Wasser ab.

6. Löcher bohren. Verwenden Sie einen Lochbohrer, um Löcher auf die Kupferplatte zu stanzen, wo Löcher benötigt werden. Nach Fertigstellung führen Sie jede aufeinander abgestimmte Komponente in zwei oder mehr Stifte von der Rückseite der Kupferplatte ein, und verwenden Sie dann ein Schweißwerkzeug, um die Komponenten mit der Kupferplatte zu schweißen. 7. Nachdem die Lötarbeiten abgeschlossen sind, führen Sie einen umfassenden Test der gesamten Leiterplatte durch. Wenn während des Tests ein Problem auftritt, müssen Sie den Ort des Problems anhand des im ersten Schritt entworfenen Schaltplans bestimmen und dann die Komponenten weiterverkaufen oder ersetzen. Wenn der Test erfolgreich bestanden hat, ist die gesamte Leiterplatte abgeschlossen.

Wie verbessert man die thermische Zuverlässigkeit von Leiterplatten?

Unter normalen Umständen ist die Verteilung von Kupferfolie auf einer Leiterplatte sehr kompliziert und schwierig, genau zu modellieren. Daher muss die Form der Verkabelung bei der Modellierung vereinfacht werden, und die elektronischen Komponenten auf der ANSYS-Modellschaltplatine, die nah an der tatsächlichen Leiterplatte sind, können auch durch vereinfachte Modellierung, wie MOS-Rohre, integrierte Schaltungsblöcke usw., simuliert werden.

Thermische Analyse

Thermische Analysen in der SMD-Verarbeitung können Konstrukteure bei der Bestimmung der elektrischen Leistung von Komponenten auf Leiterplatten unterstützen und Konstrukteuren helfen, festzustellen, ob Komponenten oder Leiterplatten aufgrund hoher Temperaturen ausbrennen. Die einfache thermische Analyse berechnet nur die durchschnittliche Temperatur der Leiterplatte, und die komplizierte muss ein transientes Modell des elektronischen Geräts mit mehreren Leiterplatten etablieren. Die Genauigkeit der thermischen Analyse hängt letztlich von der Genauigkeit des Bauteilstromverbrauchs ab, der vom Leiterplattendesigner bereitgestellt wird.

In vielen Anwendungen sind Gewicht und Körpergröße sehr wichtig. Wenn der tatsächliche Stromverbrauch des Bauteils gering ist, kann der Sicherheitsfaktor des Designs zu hoch sein, so dass das Leiterplattendesign den Stromverbrauchswert des Bauteils verwendet, der nicht der Realität entspricht oder zu konservativ ist. Wärmeanalyse durchführen. Das Gegenteil (und noch gravierender) ist, dass der thermische Sicherheitsfaktor zu niedrig ausgelegt ist, d.h. die Temperatur des Bauteils während des tatsächlichen Betriebs höher ist als die vom Analysten vorhergesagte. Solche Probleme erfordern in der Regel die Installation von Kühlkörpern oder Ventilatoren auf der Leiterplatte. Dieses externe Zubehör erhöht die Kosten und verlängert die **-Zeit. Die Zugabe eines Lüfters im Design bringt auch instabile Faktoren zur Zuverlässigkeit. Daher verwendet die Leiterplatte hauptsächlich aktive statt passive Kühlmethoden (wie natürliche Konvektion, Leitung und Strahlungswärme).

Vereinfachte Modellierung von Leiterplatten

Analysieren Sie vor der Modellierung die wichtigsten Heizungskomponenten in der Leiterplatte, wie MOS-Rohre und integrierte Schaltungsblöcke usw. Diese Komponenten wandeln den Großteil des Leistungsverlustes während des Betriebs in Wärme um. Daher müssen diese Geräte bei der Modellierung berücksichtigt werden.

Betrachten Sie außerdem die auf dem Leiterplattensubstrat beschichtete Kupferfolie als Draht. Sie spielen nicht nur eine Rolle bei der Leitung von Strom in der Konstruktion, sondern spielen auch eine Rolle bei der Wärmeleitung. Ihre Wärmeleitfähigkeit und Wärmeübertragungsfläche sind relativ groß. Die Leiterplatte ist ein unverzichtbarer Bestandteil der elektronischen Schaltung. Seine Struktur besteht aus Epoxidharzsubstrat. Es besteht aus Kupferfolie, die als Draht beschichtet ist. Die Dicke des Epoxidharzsubstrats beträgt 4 mm, und die Dicke der Kupferfolie ist 0,1 mm. Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer beträgt 400W/(m°C), während die Wärmeleitfähigkeit von Epoxid nur 0,276W/(m°C) ist. Obwohl die hinzugefügte Kupferfolie sehr dünn und dünn ist, hat sie einen starken leitenden Effekt auf Hitze, so dass sie bei der Modellierung nicht ignoriert werden kann.