特种三层线路板热可靠性分析方法的研究

王建兵 罗春雷 叶锦华

摘 要： 该文研究用ANSYS软件对电子线路板做热可靠性分析时的建模问题，通过仿真分析，得到如下两点推论：（1）铜箔分布的不均匀性对PCB传热有重要的引导作用，因此在建模时应尽量予以考虑；（2）内部到外部热阻小的发热元件可以当作简单方块来处理，这样就使整板的建模大大简化。根据以上推论对一种新型星载电子线路板进行了ANSYS建模和计算，验证了这种简化建模方法具有足够的准确性，使用方便。

关键词： 特种三层线路板；热分析；ANSYS建模

1引言

现代电子设备中广泛使用了PCB电子线路板。随着电子技术的发展，电路板上的布线密度越来越高，使得设备的体积功率密度大大增加，散热问题日益突出。根据故障率统计，高温是大多数电子元器件最严重的危害，它会直接导致元器件的失效，进而引起整个线路板的失效llJo因此，在设计、制造特种三层电子线路板时，必须进行热可靠性方面的分析和计算。

有限元分析软件ANSYS[2]在传热学分析方面具有强大的功能，非常适合分析各种热可靠性问题。将ANSYS软件应用于PCB热可靠性分析的主要难点就是如何对电子线路板进行合理的ANSYS建模，在保证分析精度的同时满足计算机的内存容量限制。

本文的工作，来源于对某型星载行波管用PCB线路板I驯所做的热可靠性分析工作。该设备为单块的PCB电路板，工作在封闭的高温真空容器（卫星）内热分析的目的，就是计算该电子设备中各元器件的温度，确认其在规定的工作條件下是否超过最高允许工作温度。……