韩国三级片电影

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        1. 昆山緯亞電子科技有限公司

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          PCB板上關鍵元件熱可靠性分析

          1.PCB板上熱量主要于功耗元件,如:變壓器、大功率晶體管、大功率電阻等。它們的功耗主要以熱傳導、對流和輻射的形式散發到周圍的介質中,只有小部分以電磁波形式散出。所以,若要提高PCB板電子元件的穩定性、可靠性,必須清楚的了解PCB板上關鍵元件的功耗及其板上的溫度場分布,做到合理布局。

            在進行熱模擬時,通常采用有限元或有限差分的方法解熱傳輸和流體流動方程。本文采用有限元分析。有限元對解復雜的幾何形狀更準確,允許在有些區域加密網格,如板或系統的部份區域比其他部份更為感興趣,就可以在這些區域把網格加密,而其他區域網格稀疏一點。但是網格加密不能從一種密度直接跳躍到另一種密度,只許逐漸加密。

          2、基本傳熱原理及ANSYS有限元熱模擬流程
          2.1熱傳導
            傅立葉定律(又稱導熱基本定律):                    (1)
            式中:Q為時間t內的傳熱量,K為熱傳導率,T為溫度,A為平面面積,T為兩平面之間的距離。

          2.2表面熱對流
            表面積為A,傳遞熱量Q時, ,當表面與環境的溫差為Tw-Tf時
              Q=hA(Tw-Tf)                                                 (2)
           ?。铻楸砻鎸α鲹Q熱系數.通過這個公式可以計算對流換熱系數。在本文中自然對流換熱系數主要通過這個公式來計算。這里PCB板的熱輻射可以不作考慮,故忽略。

            同時這里值得提出的是PCB板上功耗元件的生熱率問題,功率芯片的耗散的功率在ANSYS中用生熱率HGEN來表示,其計算公式如下:
               其中:P為功耗,V為元件的體積
          2.3 ANSYS有限元熱模擬流程
            本文通過ANSYS軟件創建幾何模型,以底向上和自頂向下方法創建實體模型。在創建實體模型過程中,由于電子元件結構復雜,為了網格劃分方便及結果的準確性,可以簡化實體模型,選用適合不規則形狀單元劃分的SOLID87 10節點單元。

          3、有限元求解溫度場
          3.1 二維溫度場實例分析  


            布局1:Chip1 ,Chip2并排一側邊,Chip3緊靠Chip1一側。
            最高溫度為101.5℃,最低溫度為92.7℃。             

            布局2:Chip1 ,Chip2并排一側邊,Chip3在PCB板另一側。最高溫度為90℃,最高溫度為70.7℃。 

          3.2比較分析
            1、比較兩個最終模擬溫度場的分析結果,可以明顯發現布局2的最高溫度和最低溫度均得到很大程度的降低(約10∽20℃),這個數值對電子的熱可靠性是非??捎^的。例如,統計數據表明,民航的電子設備每降低1℃,其失效率將下降4%,可見溫升的控制(熱設計)是十分重要的問題。從而提高設備的可靠性。

            2、這兩個溫度場分布圖同時都體現了同一個問題:當元件分布較密集時,其溫度場分布呈不規則狀態,高溫區和低溫區無法確定。因此,在PCB板布局時應充分注意功耗元件密集區,此處應盡可能不放或少放熱敏感元件。

            3、有限元分析中的對流換熱系數對于不同的元件值不同,而且如果僅用點測結果來計算會使h值偏小,所以要作一些修正.把功耗大的h值調用稍大,再把計算與測量結果對比,不斷調整h值,直到基本符合為止.

            4、在不同的溫度場分布中,雖然所顯示的顏色是一樣的,但同一顏色所表示的溫度值不一樣,它們是用來表明高溫區到低溫區的趨勢。

            5、邊界條件也很重要,在建模時給定的邊界條件要確保正確。
          3.3 三維溫度場實例分析
             PCB板上有三個芯片,布局、所有參數同2。 

          4、結論與分析
            1、從表面上看三維溫度場模擬結果不如兩維的理想,實際上并不是如此。在三維模擬中所指示的最高溫度是元件芯片位置,此處溫度實際上就比元件表面溫度高。所以,布局2的模擬結果是合理的。

            2、三維模型更復雜。為了模擬結果的準確性,芯片材料可以等同看成是由三層不同材料構成,以簡化模型。

            3、三維模型的建立以及結果的處理都要耗很大的精力和時間,而且對材料和結構要求要比二維詳細和具體。雖然三維模擬能得到更多的信息,但二維也可以快速的得到大致的溫度場分布情況。所以,在實際應用中,可以根據具體的實際情況決定選用這兩種方式。
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