Πώς να χρησιμοποιήσετε το Icepak για θερμικό σχεδιασμό PCB
Το Icepak είναι ένα εργαλείο λογισμικού θερμικής μοντελοποίησης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη τοπικών αλλαγών στη θερμική αγωγιμότητα σε πλακέτες κυκλωμάτων. Εκτός από τη λειτουργία υπολογιστικής δυναμικής ρευστών (CFD), το εργαλείο λογισμικού λαμβάνει επίσης υπόψη την καλωδίωση και τις διόδους της πλακέτας κυκλώματος και στη συνέχεια υπολογίζει την κατανομή θερμικής αγωγιμότητας σε ολόκληρη την πλακέτα κυκλώματος. Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά το Icepak πολύ κατάλληλο για την ακόλουθη ερευνητική εργασία.
Αρχικό σχέδιο και επαλήθευση μοντέλου:
Η κοινή μέθοδος θερμικής ανάλυσης είναι ο υπολογισμός της μέσης τιμής της ενεργής παράλληλης και κανονικής θερμικής αγωγιμότητας ολόκληρης της πλακέτας κυκλώματος σύμφωνα με τον αριθμό, το πάχος και το ποσοστό κάλυψης του στρώματος χαλκού και το συνολικό πάχος της πλακέτας κυκλώματος και στη συνέχεια υπολογίζεται η θερμική αγωγιμότητα της πλακέτας κυκλώματος χρησιμοποιώντας τη μέση παράλληλη και κανονική θερμική αγωγιμότητα.
Το μοντέλο Icepak δημιουργείται σύμφωνα με το αρχείο ECAD σε εφαρμογή διακομιστή 1U. Οι πληροφορίες δρομολόγησης και μέσω της αρχικής πλακέτας κυκλώματος εισάγονται στο μοντέλο.
Προκειμένου να ελεγχθεί η κατανομή θερμικής αγωγιμότητας, η οριακή συνθήκη σταθερής θερμοκρασίας 45 μοιρών μπορεί να αντιστοιχιστεί στο πίσω μέρος της πλακέτας PCB και η οριακή συνθήκη ομοιόμορφης ροής θερμότητας μπορεί να εκχωρηθεί στην κορυφή. Η υψηλή θερμοκρασία αντιπροσωπεύει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και η χαμηλή θερμοκρασία αντιπροσωπεύει υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Από το σχήμα φαίνεται ότι η θερμοκρασία είναι υψηλότερη στην περιοχή χωρίς καλωδίωση και χαμηλότερη στην περιοχή με περισσότερες καλωδιώσεις. Στην περιοχή με μεγάλες οδούς, η θερμοκρασία είναι κοντά στους 45 βαθμούς.
Αυτό δείχνει ότι η κατανομή θερμικής αγωγιμότητας είναι συνεπής με την κατανομή καλωδίωσης στον αρχικό σχεδιασμό. Για να επιτευχθεί το τοπικό αποτέλεσμα των μικρών οπών, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα μικρότερο μέγεθος πλέγματος φόντου.Όταν τα αποτελέσματα της προσομοίωσης της μέγιστης θερμοκρασίας κάθε ομάδας βασικών στοιχείων συγκριθούν με τα αποτελέσματα της δοκιμής, διαπιστώνουμε ότι έχουν καλή συνοχή.
Ο σχεδιασμός PCB έχει σχετικά μεγάλη κάλυψη καλωδίωσης, η οποία έχει σχεδιαστεί για να αυξάνει τη διάχυση θερμότητας στην πλακέτα κυκλώματος και έτσι να μειώνει τη θερμοκρασία του ρυθμιστή τάσης. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, για να μειωθεί το κόστος, είναι απαραίτητο να μειωθεί η κάλυψη της καλωδίωσης και να μην χρησιμοποιηθεί ψύκτρα. Επομένως, η καλωδίωση θα τροποποιηθεί και, στη συνέχεια, το μοντέλο επαλήθευσης θα χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της θερμοκρασίας του ρυθμιστή.
