電子產品應用

Ansys Sherlock 電子產品的振動可靠度

Ansys如何在振動情境下，優化您的 PCB?
在針對振動優化 PCB 設計時，第一步是確定 PCB 的固有頻率範圍。為此，您需要執行模態分析或固有頻率分析，這可以使用Ansys Sherlock或Ansys Mechanical等模擬工具確定。

Ansys Sherlock 電子產品的振動可靠度模擬

在設計印刷電路板 (PCB) 時，我們知道電子故障的主要原因：熱循環、振動、衝擊和跌落。您可以執行各種物理測試來確定電子設備故障的方式和原因，但是使用 PCB 建模和模擬是更快且更具成本效益的解決方案。

當模擬與物理測試結合使用時（指當物理測試針對模擬結果進行客制化並且只需要一兩次測試），您的電子產品的可靠性幾乎可以得到保證。

在振動情境下，優化您的 PCB 設計

在針對振動優化 PCB 設計時，第一步是確定 PCB 的固有頻率範圍。為此，您需要執行模態分析或固有頻率分析，這可以使用Ansys Sherlock或Ansys Mechanical等模擬工具確定。

振動分析範例

在下面的示範中，您將看到 PCB 的振動分析，該 PCB 具有靠近板底部的三個高風險組件，其中靠近安裝點和較大組件的應變。為了優化設計，您可以移除中心安裝點並添加兩個安裝座，這將減輕壓力並解決一個組件問題。

圖 2：Ansys Sherlock 中 PCB 的振動分析。
有3個高危組件（U20、U33、U34）

接下來，您可以在剩餘的兩個高風險組件上添加黏合劑鉚接，以提供額外的組件支撐並減輕一些壓力。

圖 3：通過移除中心
安裝點並添加兩個額外安裝點解決了組件 U20 問題

您還可以考慮將較大的組件移離高應變區域（例如安裝點、大型零件之間或附近的區域，或靠近 V 分數分離的區域），並使應變敏感組件（例如 BGA、陶瓷電容器和 QFN）遠離高應變區域。這將確保您的 PCB 設計針對隨機和諧波振動進行了優化。

圖 4：原本在圖 2 中的元件 U33 和 U34 通過黏合劑鉚接得到了解決

今天為大家分享的範例中所示，在針對震動情境下設計電路板時，您可以做出的最重要的設計決策是：

對這些環境因素中的每一個進行模擬都將減少測試迭代和設計時間，並提供對產品可靠性和使用壽命的寶貴見解。

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