IC-Substrat - Thermische Analyse von IC Packaging Substrate

Heutzutage erfordern mehr und mehr IC-Paketsubstrat- und PCB-Systemdesigns eine thermische Analyse. Der Energieverbrauch ist ein Schlüsselproblem bei der Gestaltung von Verpackungen/Leiterplattensystemen, das eine sorgfältige Betrachtung sowohl im thermischen als auch im elektrischen Bereich erfordert. Für eine bessere geothermische Analyse nehmen wir als Beispiel die Wärmeleitung in Feststoffen und nutzen die Dualität der beiden Domänen. Abbildung 1 und Tabelle 1 beschreiben die grundlegende Beziehung zwischen den elektrischen und thermischen Domänen.

Es gibt einige Unterschiede zwischen elektrischen und thermischen Bereichen, wie z.B.:

Im elektrischen Bereich ist der Strom auf den Fluss bestimmter Schaltungselemente beschränkt, aber im thermischen Bereich wird der Wärmestrom dreidimensional durch drei Wärmeleitungsmechanismen (Leitung, Konvektion und Strahlung) von der Quelle emittiert.

Thermische Kopplung zwischen Komponenten ist ausgeprägter und schwieriger zu trennen als elektrische Kopplung

Die Messgeräte sind unterschiedlich. Für die thermische Analyse ersetzen Infrarot-Thermoimager und Thermoelemente Oszilloskope und Spannungsfühler

Wie folgt:

Q ist die pro Sekunde übertragene Wärme in Joule pro Sekunde.

K ist Wärmeleitfähigkeit (W/(K.m))

A ist die Querschnittsfläche (m2) des Objekts.

Δ T für Temperaturdifferenz

Δx ist die Dicke des Materials

Hc ist der konvektive Wärmeübergangskoeffizient

HR ist der Wärmeübergangskoeffizient der Strahlung

T1 ist die Anfangstemperatur auf einer Seite

T2 ist die Temperatur auf der anderen Seite

T ist die Temperatur der festen Oberfläche (oC).

Tf ist die durchschnittliche Temperatur der Flüssigkeit (oC).

Das ist die heiße Endtemperatur (K).

Tc ist die kalte Endtemperatur (K).

ε ist der Strahlungskoeffizient des Körpers (für schwarzen Körper) (0~1)

σ = Stefan-Boltzmann Konstante =5.6703*10-8 (W/(m2K4))

SigrityTM Power DCTM ist eine bewährte elektrothermische Technologie, die seit vielen Jahren in der Konstruktion, Analyse und Abnahme von Verpackungen und Leiterplattenanwendungen eingesetzt wird. Die integrierte elektrische/thermische Co-Simulation ermöglicht es dem Anwender, einfach zu überprüfen, ob das Design die vorgegebenen Spannungs- und Temperaturschwellen erfüllt, ohne viel Aufwand durch viele schwer zu bestimmende Einflussfaktoren aussortieren zu müssen. Mit dieser Technologie können Sie genaue Designmarge erhalten und die Herstellungskosten des Designs reduzieren. Die folgende Abbildung zeigt die Power DC Methode für elektrische/thermische Co-Simulation:

Neben der elektrischen/thermischen Co-Simulation bietet PowerDC auch andere wärmebezogene Funktionen, wie:

Thermische Modellextraktion

Thermische Spannungsanalyse

Mehrplattenanalyse

Co-Simulation von Chippaketen für Leiterplatten

Mit diesen Technologien und Funktionen können Sie einfach und schnell den Wärmefluss und die Strahlung eines Gehäuses oder Leiterplattendesigns mit grafischen und quantitativen Methoden bewerten.

Diese Informationen werden von iPCB.com mit Ihnen geteilt.