PCB制造中的有限元分析类型

印刷电路板的技术进步正日益推动电子工业的发展。无论是提供正在改变我们的家庭和工作场所的解决方案，还是提供增加易用性的小型化产品，都有着深远的影响。

尽管电子工业的宏观趋势已由物联网，小型家庭技术等发展所带动，但电子工程师还需要关注很多其他设计方面。这些领域包括降低功耗或解决散热问题，特别是在恶劣的环境条件下。随着PCB项目挑战性的上升，特别是在国防、采矿等关键任务领域，交付成功的产品至关重要。这要求在PCB制造中采用全新的方法。

解决任何复杂的问题时，首先要做的就是将一个大问题分解为多个方便解决的小问题。这不仅消除了复杂问题的解决难度，更有助于以可衡量的指标解决较小的问题。而能够最好实现这个方法的技术是有限元分析，或者通常称为FEA。

简而言之，有限元分析涉及虚拟环境中的系统建模，因此可以解决现实中的结构和性能问题。所以，FEA做的是将过程分为较小的子系统，以便对其进行仔细评估。FEA的实际应用是跟踪材料变化。FEA在PCB制造中也有广泛的应用，特别是在材料选择方面有帮助。FEA的一些好处包括：

产品性能改善

评估不同的设计

优化设计并减少材料用量

图源：Unsplash

PCB制造FEA分析

FEA分析可以通过多种方式为PCB制造增加价值。无论是元件选择还是电路性能。因此，PCB FEA分析的使用可在建筑板材加工的各个阶段增加价值。下面是在设计阶段方便使用的各种FEA分析的详细分析：

信号和电源完整性分析

PCBA必须按照设定的基准无缝运行，以确保产品的可靠性。很大程度上取决于电路板的信号和电源完整性。反过来，这涉及确保以下方面：

最大化SNR

组件应具有足够的动力

降低电源走线的噪声

电磁兼容性和完整性

EMI噪声通常可能与电路板有关，特别是如果它们具有RF设备。尽管可以尝试，但完全消除噪音是不可能的。但是，有可能使您的环境达到最佳的EM平衡。在具有多个PCBAS的系统中，实现电磁兼容性也是重要的设计方面。

热分析

热分析是一种有限元分析，在PCB中得到广泛应用。本质上，它涉及评估板对不同热条件的响应。无论是由于功率组件引起的热量分配还是环境变化，它都有助于确定使用导热垫，过孔或导热管理系统的整体设计。

除此之外，组件制造商和测试组织也可以使用FEA分析。相同工具所需的一些工具包括：

PSpice

当评估信号响应时，这是首选的行业工具。借助此工具，可以对以下各项进行建模：

电子元器件

电路

基板

3D解算器清晰度

这非常方便，可以提供3D透视图并分析EM参数

摄氏温度求解器

它提供的结果可确保没有过多的热量，不仅会损坏组件，还会威胁用户安全。

有了这些工具的帮助，已经可以保证检查了PCB的完整性，并确保了产品的可靠性方面的问题。有限元分析的划分方法可确保对不同方面进行精确评估并遵循标准。

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责任编辑：xj

原文标题：PCB制造中最常见的有限元分析类型

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