PCBA可靠性仿真设计方案

周三龙

摘要：对于电子产品来讲，关键PCBA的可靠性至关重要。PCBA可靠性主要涉及到结构强度、散热、EMC/EMI。本文提供一种PCBA结构强度的仿真设计方案。

关键词：PCBA; 设计方案

1.通过模态仿真，评估PCBA及其基座刚度是否满足运输、包材跌落测试要求。此方案认为PCBA模态仿真的一阶频率在80Hz以上，PCBA及其基座即可以满足运输、跌落等测试要求。

下图1为此次产品的PCBA及其基座结构示意，如果模态仿真的一阶频率小于80Hz，则通过增加PCBA的固定孔数量、增加基座强度等方式使PCBA一阶模态频率大于80Hz。图2为PCBA模态仿真一阶频率为29.3HZ示意图，下图3为增加PCBA固定孔、加強基座后，PCBA模态仿真一阶频率大于90Hz的示意图。

2.PCBA及其基座强度满足要求后，通过模拟PCB在Shock冲击仿真中的微应变来指导Layout team如何布置陶瓷电容、BGA等应变敏感电子器件。此方案规定微应变大于800的PCB区域，禁止布放BGA电子器件。下图4是禁止放置BGA电子元器件的微应变等高线示意图，在此示意图的红色线包围的空白区域，禁止放置BGA电子元器件。

综合所述，通过模态仿真和PCBA微应变仿真分析，来指导PCBA上电子元器件布置及其基座的设计，经过实际验证可以极大提高产品的可靠性，压缩产品设计周期，提高效率。

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