Termisk simulering PCB termisk design

Icepak er et programvareverktøy for termisk modellering som kan brukes til å studere lokale endringer i termisk ledningsevne i kretskort. I tillegg til computational fluid dynamics (CFD)-funksjonen, tar programvareverktøyet også hensyn til ledninger og vias til kretskortet, og beregner deretter den termiske konduktivitetsfordelingen på hele kretskortet. Denne funksjonen gjør Icepak svært egnet for følgende forskningsarbeid.

Original design og modellverifisering:

Den vanlige termiske analysemetoden er å beregne gjennomsnittsverdien av den effektive parallelle og normale varmeledningsevnen til hele kretskortet i henhold til antall, tykkelse og dekningsprosent av kobberlaget og den totale tykkelsen på kretskortet, og deretter beregne termisk ledningsevne til kretskortet ved å bruke gjennomsnittlig parallell og normal termisk ledningsevne.

Icepak-modellen er laget i henhold til ECAD-fil i 1U-serverapplikasjon. Ruting- og viainformasjonen til det originale kretskortet importeres til modellen.

For å kontrollere den termiske konduktivitetsfordelingen, kan grensebetingelsen for konstant temperatur på 45 grader tilordnes baksiden av PCB-kortet, og den jevne grensetilstanden for varmestrøm kan tilordnes toppen. Høy temperatur representerer lav varmeledningsevne, og lav temperatur representerer høy varmeledningsevne. Det kan ses av figuren at temperaturen er høyere i området uten ledninger og lavere i området med mer ledninger. I området med store vias er temperaturen nær 45 grader.

Dette viser at fordelingen av varmeledningsevnen stemmer overens med ledningsfordelingen i den opprinnelige utformingen. For å oppnå den lokale effekten av små hull, bør en mindre bakgrunnsrutestørrelse brukes.Når simuleringsresultatene av maksimal temperatur for hver nøkkelelementgruppe sammenlignes med testresultatene, finner vi at de har god konsistens.

PCB-designet har en relativt stor ledningsdekning, som er designet for å øke varmespredningen i kretskortet og dermed redusere spenningsregulatorens temperatur. Men i noen tilfeller, for å redusere kostnadene, er det nødvendig å redusere ledningsdekningen og ikke bruke en kjøleribbe. Derfor vil ledningene bli modifisert, og deretter vil verifikasjonsmodellen bli brukt til å forutsi temperaturen på regulatoren.