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万博ANSYS的博客

2021年4月22日

挣扎与PCB建模?尝试追踪增援

印刷电路板(pcb)以某种形式存在于世界上几乎每一件电子设备中,它们执行两个主要功能:

1)结构:pcb将所有电子元件固定在适当的位置,例如电容器,电阻,集成电路(ic)等。

2)电气:pcb提供元件之间的电气互连。

因为它们执行结构上固定电子元件和电气连接这些元件的重要功能,确保PCB组装的可靠性对产品的成功至关重要。通过仿真,pcb可以针对特定的压力源和使用环境进行建模和测试,从而在物理原型制作之前确定故障风险。最近有一种方法可以在电路板层面显著提高PCB模型保真度,这就是Ansys的跟踪强化工作流程。万博

让我们通过您可以在自己的设计过程中实现的完整跟踪增强工作流来讨论该方法的主要优点。

微量加强是由铜特征表示,使用壳和梁加强元素

什么是Trace增援?

随着pcb变得越来越复杂(pcb具有挠性和刚性挠性电路,高密度互连,埋入式过孔和微型过孔),以及元件越来越小,精确模拟pcb变得越来越困难。结构有限元分析(FEA)建模中常用的方法可能不再适合近似具有均匀特性的板。

跟踪增强已经成为捕获这些复杂细节的可能解决方案,同时仍然运行在范围和时间上可管理的全板级模拟。

观看“如何使用跟踪增强来优化PCB模型”网络研讨会以了解更多信息。

走线是连接PCB上不同组件和引线的铜连接。

微量增强方法将PCB中的铜迹视为3D结构树脂基元件中的1或2D增强特征。

材料增强材料广泛应用于许多行业,以改善结构性能,例如钢筋增强混凝土,飞机方向舵的碳纤维增强聚合物和轮胎中的尼龙股。万博Ansys的有限元分析软件使用专门的加固单元来模拟此类材料的加固效果。

万博Ansys的迹线加固工作流程扩展了这些在其他行业中常用的增强元件,以近似PCB的特性,将铜迹作为增强和树脂/层压板(实际上将PCB中的迹线结合在一起)作为增强的基础。

Ansy万博s Trace加固工作流

万博Ansys开发了一个全面的工作流程,使用涂抹增强方法直接计算PCB内的所有轨迹几何形状。PCB的每一层都是用实体基元建模的,而用二维壳和梁建模的走线则作为增强元件。这样,您可以包含所有详细的跟踪几何形状,但它更容易网格化和模拟,因为您不需要尝试将这些建模为具有连接的3D物体。

三维基础几何(左)和相关的二维轨迹增强几何(右)

迹增强方法的一个有用的应用是热力学分析,它可以用来分析迹几何形状如何影响回流过程中的局部偏转。当组件焊接时,由于埋孔等特性,PCB可能会不均匀地扩展。使用跟踪增强方法,设计工程师可以确定潜在的缺陷并测试不同的设计更改以进行优化。

说明局部电路板表面变形导致焊接缺陷-回流过程中的潜在问题。

在下面的视频中,Ansys高级应用工程师万博Salmon Kalkhoran解释了我们使用的跟踪强化工作流程万博Ansys夏洛克万博Ansys Workbench,万博Ansys SpaceClaim万博Ansys机械

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