Projekt termiczny PCB z symulacją termiczną

Icepak to oprogramowanie do modelowania termicznego, którego można używać do badania lokalnych zmian przewodności cieplnej w płytkach drukowanych. Oprócz funkcji obliczeniowej dynamiki płynów (CFD), narzędzie programowe uwzględnia również okablowanie i przelotki na płytce drukowanej, a następnie oblicza rozkład przewodności cieplnej na całej płytce drukowanej. Ta cecha sprawia, że ​​Icepak doskonale nadaje się do następujących prac badawczych.

Oryginalny projekt i weryfikacja modelu:

Powszechną metodą analizy termicznej jest obliczenie średniej wartości efektywnej równoległej i normalnej przewodności cieplnej całej płytki drukowanej zgodnie z liczbą, grubością i procentem pokrycia warstwy miedzi oraz całkowitą grubością płytki drukowanej, a następnie obliczenie przewodność cieplna płytki drukowanej przy użyciu średniej równoległej i normalnej przewodności cieplnej.

Model Icepak jest tworzony zgodnie z plikiem ECAD w aplikacji serwerowej 1U. Informacje o trasowaniu i przelotkach oryginalnej płytki drukowanej są importowane do modelu.

Aby sprawdzić rozkład przewodności cieplnej, warunek brzegowy stałej temperatury 45 stopni można przypisać z tyłu płytki PCB, a warunek brzegowy jednolitego przepływu ciepła można przypisać do góry. Wysoka temperatura oznacza niską przewodność cieplną, a niska temperatura oznacza wysoką przewodność cieplną. Na rysunku widać, że temperatura jest wyższa w obszarze bez okablowania, a niższa w obszarze z większą liczbą okablowania. W obszarze z dużymi przelotkami temperatura zbliża się do 45 stopni.

To pokazuje, że rozkład przewodności cieplnej jest zgodny z rozkładem okablowania w oryginalnym projekcie. W celu uzyskania lokalnego efektu małych otworów należy zastosować mniejszy rozmiar siatki tła.Po porównaniu wyników symulacji maksymalnej temperatury każdej kluczowej grupy pierwiastków z wynikami testów stwierdzamy, że mają one dobrą spójność.

Konstrukcja PCB ma stosunkowo duże pokrycie okablowania, które ma na celu zwiększenie rozpraszania ciepła na płytce drukowanej, a tym samym obniżenie temperatury regulatora napięcia. Jednak w niektórych przypadkach, aby obniżyć koszty, konieczne jest zmniejszenie zasięgu okablowania i rezygnacja z radiatora. W związku z tym zostanie zmodyfikowane okablowanie, a następnie model weryfikacyjny posłuży do przewidywania temperatury regulatora.