ANSYS摄像头工作时温度场和位移场的有限元分析和优化设计(2)

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生产厂家之间的竞争主要在于提高产品的性能和降低产品的成本这两个方面。现今摄像头性能的提升趋势主要体现在以下几个方面：

（1）高像素、高质量图像、高传输速度；

（2）专业化、多功能化；

（3）更人性化、更易于使用、更多的实际应用功能。

而在降低成本方面，与直接降低成本压缩价格相比，保证产品质量、延长使用寿命在多数时候更能获得用户的认可，得到客户的青睐。然而从摄像头性能的提升趋势可以看出性能的提升必将导致产品工作功率的提高，而工作功率的提高将不可避免的导致工作环境温度的提高。过高的温度不仅将影响产品内部许多电子部件的电学性能，还将导致产品内部结构产生热应力和热变形导致产品无法正常工作，甚至对产品造成不可逆的破坏，这就与提高产品质量、延长产品寿命的要求产生了矛盾。而一味的通过更换性能更好的材料（如银质导线）甚至是提升产品有效工作效率来解决上述问题又会提高产品价格，同样会降低产品的市场竞争力。于是，在现有部件组成和技术水平下，通过对产品内部结构（本文主要针对其PCB基板）进行分析优化从而利用更为合理的构件布局方案来减少产品工作时产生的热量对其工作稳定性的影响已经成为了越来越多生产厂家的选择，受到了越来越多产品设计者的重视。

1.2 课题的研究内容

1.2.1 PCB（印制电路板）概述

PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造的质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至可以影响商业竞争的成败。印制板从单层发展到双面、多层和挠性，并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积、减轻成本、提高性能，使得印制板在未来电子设备地发展工程中，仍然保持强大的生命力。

全球PCB产业产值占电子元件产业总产值的四分之一以上，是各个电子元件细分产业中比重最大的产业，产业规模达400亿美元。我国的PCB研制工作始于1956年，1963至1978年间，逐步扩大形成PCB产业。改革开放后20多年，由于引进国外先进技术和设备，单面板、双面板和多层板均获得快速发展，国内PCB产业由小到大逐步发展起来。中国由于下游产业的集中及劳动力土地成本相对较低，成为发展势头最为强劲的区域。2002年，中国成为第三大PCB产出国。2003年，中国PCB产值和进出口额均超过60亿美元，首度超越美国，成为世界第二大PCB产出国，产值的比例也由2000年的8.54%提升到15.30%，提升了近1倍。2006年中国已经取代日本，成为全球产值最大的PCB生产基地和技术发展最活跃的国家。我国PCB产业保持着每年20%左右的高速增长，远远高于全球PCB行业的增长速度。然而，虽然我国PCB产业取得长足进步，但至今与先进国家相比还有较大差距，未来仍有很大的改进和提升空间。首先，我国进入PCB行业较晚，没有专门的PCB研发机构，在一些新型技术研发能力上与国外厂商有较大差距。其次，从产品结构上来看，仍然以中、低层板生产为主，虽然FPC、HDI等增长很快，但由于基数小，所占比例仍然不高。再次，我国PCB生产设备大部分依赖进口，部分核心原材料也只能依靠进口，产业链的不完整也阻碍了国内PCB系列企业的发展脚步。可见，我国是一个电子电路、PCB生产大国，而现远非生产强国，中国与PCB产业发达国家相比还有很大差距。