Conception thermique de PCB de simulation thermique
Icepak est un outil logiciel de modélisation thermique qui peut être utilisé pour étudier les changements locaux de conductivité thermique dans les circuits imprimés. En plus de la fonction de dynamique des fluides computationnelle (CFD), l'outil logiciel prend également en compte le câblage et les vias de la carte de circuit imprimé, puis calcule la répartition de la conductivité thermique sur l'ensemble de la carte de circuit imprimé. Cette caractéristique rend Icepak très approprié pour les travaux de recherche suivants.
Conception originale et vérification du modèle :
La méthode d'analyse thermique courante consiste à calculer la valeur moyenne de la conductivité thermique parallèle et normale effective de l'ensemble du circuit imprimé en fonction du nombre, de l'épaisseur et du pourcentage de couverture de la couche de cuivre et de l'épaisseur totale du circuit imprimé, puis de calculer le conductivité thermique de la carte de circuit imprimé en utilisant la conductivité thermique moyenne parallèle et normale.
Le modèle Icepak est créé selon le fichier ECAD dans l'application serveur 1U. Les informations de routage et via du circuit imprimé d'origine sont importées dans le modèle.
Afin de vérifier la distribution de la conductivité thermique, la condition aux limites de température constante de 45 degrés peut être attribuée à l'arrière de la carte PCB, et la condition aux limites de flux de chaleur uniforme peut être attribuée au sommet. Une température élevée représente une faible conductivité thermique et une basse température représente une conductivité thermique élevée. On peut voir sur la figure que la température est plus élevée dans la zone sans câblage et plus basse dans la zone avec plus de câblage. Dans la zone avec de grands vias, la température est proche de 45 degrés.
Cela montre que la distribution de la conductivité thermique est cohérente avec la distribution du câblage dans la conception d'origine. Afin d'obtenir l'effet local de petits trous, une taille de grille de fond plus petite doit être utilisée.Lorsque les résultats de la simulation de la température maximale de chaque groupe d'éléments clés sont comparés aux résultats des tests, nous constatons qu'ils ont une bonne cohérence.
La conception du circuit imprimé a une couverture de câblage relativement importante, conçue pour augmenter la dissipation thermique dans la carte de circuit imprimé et ainsi réduire la température du régulateur de tension. Cependant, dans certains cas, afin de réduire le coût, il est nécessaire de réduire la couverture du câblage et de ne pas utiliser de dissipateur thermique. Par conséquent, le câblage sera modifié, puis le modèle de vérification sera utilisé pour prédire la température du régulateur.
