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該示例問(wèn)題演示了如何使用獨(dú)立于網(wǎng)格的增強(qiáng)單元來(lái)執(zhí)行印刷電路板（PCB）的熱結(jié)構(gòu)分析。 重點(diǎn)介紹了以下特性和功能： • 使用離散和涂抹的加固單元進(jìn)行建模。 • 熱分析后進(jìn)行下游結(jié)構(gòu)分析。 介紹 印刷電路板（PCB）在電子設(shè)備和其他相關(guān)應(yīng)用中無(wú)處不在。一般來(lái)說(shuō)，PCB是由多層層壓材料和多層樹(shù)脂粘合而成的。

簡(jiǎn)介下圖所示的電路板包括三個(gè)在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量的芯片。其中一只芯片要電路板通電，芯片就會(huì)保持通電，另外兩個(gè)芯片通電和斷電是周期性地，在不同的時(shí)間以及有不同的持續(xù)時(shí)間。穩(wěn)態(tài)熱分析和瞬態(tài)熱分析用于研究由這些芯片產(chǎn)生的熱量引起的溫度變化。

車(chē)規(guī)級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電路印刷電路板（以下簡(jiǎn)稱(chēng)氛圍燈 PCB）的電路原理見(jiàn)圖2。

案例描述在電子產(chǎn)品的振動(dòng)與可靠性設(shè)計(jì)中，PCB 的模態(tài)分析至關(guān)重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預(yù)測(cè)其在動(dòng)態(tài)載荷下是否會(huì)發(fā)生共振，導(dǎo)致焊點(diǎn)失效、元件開(kāi)裂或信號(hào)異常。本次將使用一塊電路板的模型來(lái)演示電路板的自然頻率/模態(tài)的提取過(guò)程，通過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)流程，可以明確識(shí)別出板上的脆弱區(qū)域，并為優(yōu)化布局、增加剛度或規(guī)避外部激勵(lì)頻率提供定量的工程依據(jù)。

電路板電壓不穩(wěn)原因分析 導(dǎo)致電路板故障的原因中，有一個(gè)重要因素就是供給電路板的工作電壓不穩(wěn)定而導(dǎo)致的。 哪些情況會(huì)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)？從事設(shè)備維護(hù)的人員可以根據(jù)剖析的原因制定相關(guān)的措施，從而可以避免或減少由電壓不穩(wěn)導(dǎo)致的電路板故障。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)電路板的三維模型處理2、學(xué)習(xí)電路板跌落非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置3、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動(dòng)力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動(dòng)力學(xué)分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

本文以矩形、V 形、圓弧U形微槽道結(jié)構(gòu)均熱板為研究對(duì)象，由于均熱板內(nèi)部為密封的真空腔體，很難觀察到其內(nèi)部流體域變化情況，故利用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，分析微槽道結(jié)構(gòu) 對(duì)流體域參數(shù)變化的影響。

每個(gè)PCB由一塊電路板組成，電路板頂部有IC封裝。該板為0.20m×0.28m矩形表面體，厚度為1mm。IC封裝為三維結(jié)構(gòu)，每個(gè)厚度為5 mm。電路板采用SHELL181建模，適合分析薄到中等厚度的外殼結(jié)構(gòu)。IC封裝采用SOLID186建模，這是一個(gè)三維20節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元，表現(xiàn)出二次位移行為。疊層結(jié)構(gòu)由五根垂直柱連接在一起。

圖2：內(nèi)部熱生成與輻射邊界條件6. 對(duì)于輻射問(wèn)題，設(shè)置子步有助于收斂。在分析設(shè)置詳情中定義子步，如圖3所示。 圖3：為分析定義的子步7. 采用線性網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行劃分并求解分析。得到的太陽(yáng)能電池板表面的熱流密度矢量圖和溫度分布如圖4和圖5所示。

圖5-2 結(jié)果更新3）可視化結(jié)果① 溫度云圖單擊菜單欄 后處理> 云圖，選取位置域和變量參數(shù)溫度，設(shè)置等級(jí)參數(shù)256，點(diǎn)擊應(yīng)用，讀取冷熱板區(qū)域溫度云圖。圖5-3 溫度云圖② 輻射云圖單擊菜單欄 后處理> 云圖，選取位置域和變量參數(shù)輻射強(qiáng)度，設(shè)置等級(jí)參數(shù)256，點(diǎn)擊應(yīng)用，讀取冷熱板區(qū)域輻射強(qiáng)度云圖。圖5-4 輻射云圖

產(chǎn)品采用金屬氣密式封裝，上電路為產(chǎn)品輸入電路、下電路為產(chǎn)品輸出電路。為提高散熱效率，降低散熱通道熱阻，將功率大的器件焊接在貼近金屬底座的內(nèi)表面的下電路板上，將功率小的器件排布于上電路板，上電路焊接在金屬引線上，功率器件的散熱模型采用典型的45°散熱模型，見(jiàn)圖3～圖5。

透明框內(nèi)為位于PCB板頂部的集成電路（EIC），EIC用作熱源以啟動(dòng)PCB板的熱分析。在本例中，我們將EIC視為均勻熱源，用戶也可以加載EIC的功率分布圖以進(jìn)行更復(fù)雜的熱分析。本次熱仿真中，EIC加熱數(shù)據(jù)來(lái)自芯片熱模型（CTM），焦耳加熱數(shù)據(jù)則來(lái)自SIwave。晶圓底部溫度設(shè)定為50℃，頂部采用自然對(duì)流換熱系數(shù)（HTC）。

柔性電路板（FPC，F(xiàn)lexible Printed Circuit）是以柔性覆銅板為基材制成的一種電路 板，作為信號(hào)傳輸?shù)拿浇閼?yīng)用于電子產(chǎn)品的連接，具備配線組裝密度高、彎折性好、輕量 化、工藝靈活等特點(diǎn)。

圖20 參數(shù)化仿真APP快速性能分析和對(duì)比三、電路板隨機(jī)振動(dòng)仿真APP應(yīng)用印制電路板在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，幾乎涉及到所有電子設(shè)備和系統(tǒng)。以下是一些在工業(yè)領(lǐng)域中隨處可見(jiàn)的應(yīng)用： 計(jì)算機(jī)和服務(wù)器：印制電路板是計(jì)算機(jī)和服務(wù)器內(nèi)部電子元件的關(guān)鍵組成部分。它們連接各種芯片、存儲(chǔ)設(shè)備、接口和其他組件，提供電氣連接和信號(hào)傳輸。

分析方法 此類(lèi)問(wèn)題有兩種分析方法，一種簡(jiǎn)化的穩(wěn)態(tài)熱分析，另一種考慮電路板移動(dòng)影響下的詳細(xì)的非穩(wěn)態(tài)分析方法。第一種簡(jiǎn)化方法，不考慮電路板的移動(dòng)，只考慮不同位置下的穩(wěn)態(tài)的熱流場(chǎng)分析。

3、粘貼不干膠： 市面上有各種不干膠被制成條狀和圓片狀，在空白線路板上根據(jù)需要組合不同的不干膠，粘緊后即可腐蝕。 4、熱轉(zhuǎn)印： 通過(guò)熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)把線路直接打印在空白線路板上，然后放進(jìn)腐蝕液里腐蝕。 綜上所述：傳統(tǒng)的物理制板方法費(fèi)工又費(fèi)時(shí)且精度低，化學(xué)快速制板方法盡管精度可控，但工藝復(fù)雜且不利環(huán)保。