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利用Ansys探讨热固耦合设计的PCB方案

2021.01.26

随着通讯系统的快速发展,高速讯号成为现今传输的一大重点之一,高速电路板不能像过去仅考虑单一物理量,而须以多物理耦合角度考虑。针对电路板讯号/电源完整性, Ansys SIwave可分析从电源端至芯片端的讯号质量及电源平面的损耗,透过 Ansys Icepak评估高速电路板上产生的热,最后利用 Ansys Mechanical仿真热对材料的形变影响,进一步评估电路板的翘曲现象。
由于 PCB 复杂的线路设计和迭层会造成网格上的负担,Ansys Mechanical 利用几何的简化和复杂线路的 Mapping汇入方式,提升分析效率。实现 PCB 与其 Trace 经过热形变的结果,让使用者了解可能的板弯和应力集中的位置,并提供更实际的解决方案。
因此,在PCB设计初期,如何兼顾设计目标效率以及符合用户环境是非常重要的课题,在此ANSYS提供了完整的解决办法, 都能够在Ansys多重物理量耦合的平台内分析。
 
解决方案说明
 
欲探讨PCB的热固耦合,先透过Ansys SIwave的几何模型做电特性分析, 由软件得到Trace上的焦耳热, 导入Ansys Icepak中得到整体的温度分布, 如图一所示。 透过Ansys Workbench平台, 将热源导入Ansys Mechanical软件, 即可分析PCB的结构翘曲等结构变形问题, 如图二所示。
 
图一、Ansys SIwave仿真PCB得到热源, 导入Ansys Icepak观察温度分布

图二、Ansys Mechanical软件计算出PCB结构翘曲变形

结论

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21SIII-T02
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利用Ansys探讨热固耦合设计的PCB方案
2021-01-26 17:58:46
2021-01-26 19:02:04
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