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該示例問題演示了如何使用獨立于網格的增強單元來執行印刷電路板（PCB）的熱結構分析。 重點介紹了以下特性和功能： • 使用離散和涂抹的加固單元進行建模。 • 熱分析后進行下游結構分析。 介紹 印刷電路板（PCB）在電子設備和其他相關應用中無處不在。一般來說，PCB是由多層層壓材料和多層樹脂粘合而成的。

包括以下建模主題： 建模PCB結構 該組件由三塊堆疊在一起的PCB組成。每個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封裝為三維結構，每個厚度為5 mm。電路板采用SHELL181建模，適合分析薄到中等厚度的外殼結構。IC封裝采用SOLID186建模，這是一個三維20節點實體單元，表現出二次位移行為。

簡介下圖所示的電路板包括三個在正常運行時會產生熱量的芯片。其中一只芯片要電路板通電，芯片就會保持通電，另外兩個芯片通電和斷電是周期性地，在不同的時間以及有不同的持續時間。穩態熱分析和瞬態熱分析用于研究由這些芯片產生的熱量引起的溫度變化。

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透明框內為位于PCB板頂部的集成電路（EIC），EIC用作熱源以啟動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的功率分布圖以進行更復雜的熱分析。本次熱仿真中，EIC加熱數據來自芯片熱模型（CTM），焦耳加熱數據則來自SIwave。晶圓底部溫度設定為50℃，頂部采用自然對流換熱系數（HTC）。

圖8 頻率分析載荷步設置通過模態計算，獲取了印制電路板結構前10階固有模態特性，包括模態頻率和模態振型。印制電路板結構模態分析結果如下：圖9 模態頻率圖10 模態振型7）創建隨機振動載荷步a）定義功率譜密度函數圖11 隨機激勵的功率譜函數（PSD）定義b）隨機響應分析參數設置定義頻率范圍上下限，設置掃頻點數和固有頻率集中系數。

電路板(Printed Circuit Board，簡稱PCB)，又稱線路板、PCB板、鋁基板、高頻板、超薄線路板、超薄電路板、印刷(銅刻蝕技術)電路板等，是重要的電子部件，是電子元件的支撐體，是電子元器件線路連接的提供者。 傳統的電路板，采用印刷蝕刻阻劑的工法，做出電路的線路及圖面，因此被稱為印刷電路板或印刷線路板。

過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數不匹配而產生熱應力，最終導致焊點開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進行瞬態熱力耦合分析，即先分析動態溫度場，再計算由此產生的熱應力。 目標通過高保真建模仿真，系統觀察并量化印刷電路板（PCB）上關鍵元器件在瞬態熱載荷作用下的力學響應與應力表現。

圖3 上電路板散熱模型 圖4 下電路板散熱模型 圖5 下電路板散熱模型 4 熱仿真計算使用建模軟件按照1:1比例建立的產品三維模型，將產品模型處理后進行仿真，產品三維模型見圖6。網格質量越高，仿真的準確度越高，為提高后續網格劃分的質量，提升仿真準確度。不改變產品整體結構的前提下，對產品特征進行簡化處理。

時間來到了1925年，來自美國的Charles Ducas提出了一個前所未有的想法，即在絕緣基板上印刷電路圖案，隨后進行電鍍以制造用于布線的導體. 專業術語“PCB”由此而來，這種方法使制造電器電路變得更為簡單。1936年，英國的Paul Eisler因其第一個發表了薄膜技術，開發了第一個用于收音機的印刷電路板而被奉為“印刷電路之父”。

本專題將以“一期一會”的形式，攜手各領域專家，圍繞Ansys全產品線的技術優勢，帶您深入解析流體、結構、電子設計及電磁仿真、光學、光子學、半導體、自動駕駛、汽車、聲學、航空航天、材料等多個關鍵領域，讓復雜的專業知識觸手可及。柔性印刷電路板是一種日益普及的電子互連技術。這種連接電路組件的方法，可提供更多設計選項和更高的穩健性。

車規級LED驅動電路印刷電路板（以下簡稱氛圍燈 PCB）的電路原理見圖2。

創建內部元件固體材料，在散熱器這塊選擇到銅其他材料如上操作進行賦予對于PCB板還可以進行以下設置，選擇到印刷電路板，鼠標右鍵點擊插入印刷電路板，以底部電路板為例，選擇目標給到電路板，然后點擊創建編輯選項進入選項后就可以單獨編輯PCB板的材料參數包含每個導電層的覆蓋率設置多孔板以及出口的環境壓力

（6）元件布置要合理分區元件在印刷線路板上排列的位置要充分考慮抗電磁干擾問題，原則之一是各部件之間的引線要盡量短。在布局上，要把模擬信號部分，高速數字電路部分，噪聲源部分（如繼電器，大電流開關等）這三部分合理地分開，使相互間的信號耦合為小。 G處理好接地線： 印刷電路板上，電源線和地線重要。克服電磁干擾，主要的手段就是接地。

失效分析將研究導致失效的環境、導致失效的特定機制以及失效點的位置。對電子產品進行失效分析，要先將失效定位到印刷電路板組件（PCBA）上的某個區域，然后更深入地研究組件或電路板位置，以找到確切的失效點。當產品發生失效時對于任何產品失效，都需要調查導致產品失效的根源。雖然定位失效位置十分重要，但是失效分析的一個主要目的是防止失效再次發生。

失效分析將研究導致失效的環境、導致失效的特定機制以及失效點的位置。對電子產品進行失效分析，要先將失效定位到印刷電路板組件（PCBA）上的某個區域，然后更深入地研究組件或電路板位置，以找到確切的失效點。當產品發生失效時對于任何產品失效，都需要調查導致產品失效的根源。雖然定位失效位置十分重要，但是失效分析的一個主要目的是防止失效再次發生。

柔性電路板（FPC，Flexible Printed Circuit）是以柔性覆銅板為基材制成的一種電路 板，作為信號傳輸的媒介應用于電子產品的連接，具備配線組裝密度高、彎折性好、輕量 化、工藝靈活等特點。

在其中，PCB（印刷電路板）和IC（集成電路）板結構是許多設備的關鍵部分。PCB-IC板結構通常比較薄，復雜的電氣布局和敏感的電子元件使其對振動非常敏感。持續的振動會在板上產生微小的裂縫，可能導致電子元件連接的失效，信號傳輸的中斷，甚至整個設備的故障。在某些特定的區域，由于設計、材料或工藝因素，疲勞壽命可能更短，需要特別關注。

材料之間的熱膨脹差異會在結構上產生熱應力， 連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環節，由于工作溫度高于焊料的 熔點，因此會產生稱為蠕變的變形。