如今,越來越多的IC封裝基板/PCB系統設計需要熱分析。 功耗是封裝/PCB系統設計中的一個關鍵問題,需要在熱和電兩個領域進行仔細考慮。 為了更好地進行地熱分析,我們以固體中的熱傳導為例,並利用了這兩個領域的雙重性。 圖1和錶1描述了電域和熱域之間的基本關係。
電學和熱學領域之間存在一些差异,例如:
在電域中,電流被限制在某些電路元件的流動中,但在熱域中,熱流通過三種熱傳導機制(傳導、對流和輻射)從三維源發出
部件之間的熱耦合比電耦合更明顯,更難分離
量測工具不同。 對於熱分析,紅外熱像儀和熱電偶取代示波器和電壓探針
如下所示:
Q是每秒傳遞的熱量,組織為焦耳每秒。
K為導熱係數(W/(K.m))
A是物體的橫截面積(m2)。
溫差的島T
島是資料的厚度
Hc是對流傳熱係數
HR是輻射傳熱係數
T1是一側的初始溫度
T2是另一側的溫度
T是固體表面的溫度(oC)。
Tf是流體的平均溫度(oC)。
Th是熱端溫度(K)。
Tc是冷端溫度(K)。
島是物體的輻射係數(黑體)(0~1)
Í=Stefan Boltzmann常數=5.6703*10-8(W/(m2K4))
SigrityTM Power DCTM是一種經過驗證的電熱科技,已用於封裝和PCB應用的設計、分析和驗收多年。 集成的電/熱協同類比使用戶能够輕鬆驗證設計是否滿足指定的電壓和溫度閾值,而無需花費大量精力篩選許多難以確定的影響因素。 有了這項科技,您可以獲得準確的設計餘量,並降低設計的製造成本。 下圖顯示了用於電力/熱力協同類比的Power DC方法:
除了電/熱協同類比,PowerDC還提供其他與熱相關的功能,例如:
熱模型選取
熱應力分析
多板塊分析
晶片封裝電路板協同模擬
有了這些科技和功能,您可以通過圖形和定量方法輕鬆快速地評估封裝或印刷電路板設計的熱流和輻射。
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