隨著電子信息技術的迅速發展，印製電路板(Printed Circuit Board，PCB)上搭載的電子元器件朝著高密度化、高功耗化、微型化方向發展，同時電路板也趨於(yu) 輕薄化。電子元器件的高功耗導致了PCB板熱流密度增加，而由於(yu) PCB與(yu) 集成電路(Integrated Circuit，IC)之間存在多種材料，不同材料熱膨脹係數的差異，使得材料界麵處產(chan) 生熱應力，同時由於(yu) PCB板的輕薄化及低成本設計原則，使得其剛度存在削弱，造成熱應變加劇，在循環熱應力作用下，針腳處極易出現斷裂，導致故障。為(wei) 了解決(jue) 該問題，需要優(you) 化PCB板的設計，在減小厚度的同時保持一定的翹曲剛度。
應用領域：各種類型的PCB板設計
在進行PCB設計時，首先需要評估不同厚度和密度的環氧樹脂和玻璃纖維預浸料層的各向異性材料力學性能，這方麵需要基於(yu) 华体汇官方网站工業(ye) 軟件Digimat MF，基於(yu) 其多尺度材料建模技術，可以根據材料的組成特性和微觀結構參數，對不同構型的各向異性預浸料力學性能進行高效預測。由於(yu) 缺少對標參數，需要對單一給定厚度和組成的環氧樹脂和玻璃纖維層所對應的預浸料性能進行實驗測試。通過逆向工程獲得環氧樹脂的特性，再根據玻璃纖維特性，使用Digimat MF就可以預測任何厚度和密度的環氧樹脂和玻璃纖維所組成的預浸料力學性能，從(cong) 而大大減少實驗測試的時間和成本。預測的預浸料力學性能包括各向異性楊氏模量、泊鬆比、剪切模量和不同方向的熱膨脹係數。使用預測的預浸料材料特性獲取PCB材料力學特性。PCB由不同厚度和組成的預浸料及銅箔疊加而成，將其引入Digimat FE中以創建相應的代表體(ti) 積單元（RVE），然後使用Marc解算器對RVE進行有限元力學分析，以預測PCB各向異性的材料特性。在獲得PCB板的材料參數後，可以采用MSC Nastran進行翹曲剛度分析，根據分析結果以及應力分布情況進行預浸料配比及厚度優(you) 化設計以及PCB板層疊方向的優(you) 化設計。
打通微觀與(yu) 宏觀力學分析之間的壁壘，Digimat-MF基於(yu) 平均場均質化模塊，能夠進行基體(ti) 相和夾雜物相力學性能的分析以及複合材料微觀形貌等細觀力學分析，得到預浸料的基本力學特性，通過Digimat FE生成代表性體(ti) 積單元(RVE)，實現對PCB材料的微觀結構及其組分的力學特性研究，通過將微觀結構的力學分析結果作用於(yu) 宏觀結構的有限元模型上，實現多尺度的分析功能。
通過Marc有限元求解器，實現高精度的非線性仿真，即幾何非線性、材料非線性和邊界條件非線性。同時取具有預測損傷(shang) 、失效和裂紋擴展的能力，可以有效分析PCB板脫層問題，結合其多學科求解功能，實現熱分析、熱-機耦合分析、電-磁分析、壓電感應分析、電-熱-結構分析、靜電或靜磁-結構耦合分析，可以解決(jue) PCB板分析過程中的所有非線性問題。
基於(yu) Patran Laminate Modeler（複合材料建模工具），實現PCB板的疊層設計和分析，同時可以考慮PCB板層疊中的所有材料力學特性，提前對層疊效果進行仿真，確定層疊方案，在設計階段減少產(chan) 品的製造風險。
基於(yu) MSC Nastran高精度的有限元求解能力，可以對PCB疊層層數、疊層厚度進行設計分析，得到每層預浸料的應力應變分布情況，變形情況以及整體(ti) 的翹曲剛度等參數，同時可以考慮PCB板的各向異性、耦合效應、層間剪切、損傷(shang) 等特性。
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