Toplinska simulacija PCB toplinski dizajn

Icepak je softverski alat za toplinsko modeliranje koji se može koristiti za proučavanje lokalnih promjena u toplinskoj vodljivosti u tiskanim pločama. Uz funkciju proračunske dinamike fluida (CFD), softverski alat također uzima u obzir ožičenje i otvore strujne ploče, a zatim izračunava raspodjelu toplinske vodljivosti na cijeloj strujnoj ploči. Ova značajka čini Icepak vrlo prikladnim za sljedeći istraživački rad.

Izvorni dizajn i provjera modela:

Uobičajena metoda toplinske analize je izračunavanje prosječne vrijednosti efektivne paralelne i normalne toplinske vodljivosti cijele pločice prema broju, debljini i postotku pokrivenosti sloja bakra i ukupne debljine pločice, a zatim izračunati toplinska vodljivost tiskane ploče koristeći prosječnu paralelnu i normalnu toplinsku vodljivost.

Icepak model je kreiran prema ECAD datoteci u 1U poslužiteljskoj aplikaciji. Podaci o usmjeravanju i prolazu izvorne tiskane ploče uvezeni su u model.

Kako bi se provjerila raspodjela toplinske vodljivosti, granični uvjet konstantne temperature od 45 stupnjeva može se dodijeliti stražnjoj strani PCB ploče, a granični uvjet ravnomjernog protoka topline može se dodijeliti vrhu. Visoka temperatura predstavlja nisku toplinsku vodljivost, a niska temperatura predstavlja visoku toplinsku vodljivost. Sa slike je vidljivo da je temperatura viša u području bez ožičenja, a niža u području s više ožičenja. U području s velikim otvorima temperatura je blizu 45 stupnjeva.

To pokazuje da je raspodjela toplinske vodljivosti u skladu s distribucijom ožičenja u izvornom dizajnu. Kako bi se dobio lokalni učinak malih rupa, treba koristiti manju veličinu pozadinske mreže.Kada se rezultati simulacije maksimalne temperature svake skupine ključnih elemenata usporede s rezultatima ispitivanja, nalazimo da imaju dobru konzistentnost.

Dizajn PCB-a ima relativno veliku pokrivenost ožičenja, što je dizajnirano da poveća rasipanje topline u tiskanoj ploči i time smanji temperaturu regulatora napona. Međutim, u nekim slučajevima, kako bi se smanjili troškovi, potrebno je smanjiti pokrivenost ožičenja i ne koristiti hladnjak. Stoga će se ožičenje modificirati, a zatim će se verifikacijski model koristiti za predviđanje temperature regulatora.