传热:电子设计

概述

这个测试用例的目的是验证以下内容:

• 电子学中的传热
• 瞬态分析

SimScale的仿真结果与文中给出的结果进行了比较(布鲁斯)．采用SimScale平台上的一阶四面体单元和局部网格细化算法创建网格。

将验证项目打开到工作区中

几何

电流分析是在下图所示的贴合在散热片底座和PCB基板之间的大功率IC封装上进行的。模型中明确表示的部件为模具、TIM1、盖、TIM2和散热器底座(其中TIM = Thermal Interface Material)。为了继续模拟，只有一部分的几何被考虑与所有组件的宽度和长度相等的模具。

仿真准备CAD模型及其具体尺寸如下所示。

所有组件的尺寸 ¶

组件	长度	宽度	厚度
死	13毫米	13毫米	0.50毫米
TIM1	13毫米	13毫米	0.10毫米
盖子	13毫米	13毫米	0.50毫米
TIM2	13毫米	13毫米	0.05毫米
散热器底座	13毫米	13毫米	6.00毫米

分析类型和领域

工具类型: Code_Aster

分析类型:瞬态传热

网格和元素类型：

网信息 ¶

网格算法	不。的节点	不。3 d元素	解算器
四面体与局部改进	327326	1045594	Code_Aster

一个tet-主导的网格元素，在组件之间的界面上进行精细的局部网格细化如下图所示。

仿真设置

材料:

材料数据信息 ¶

组件	材料	导热系数(W /可)	密度(公斤/米3.）	比热(J / kgK)
死	硅	111	2330	668
TIM1	Ag-Epoxy	2．0	4400	400
盖子	铜	390	8890	385
TIM2	润滑脂铝填料颗粒	1．0	2500	900
散热器底座	铜	390	8890	385

初始条件:

• 温度= 273.15 k

热流加载:

1 W的功率应用于与TIM接触的模具顶面。因此，应用于模具顶表面的表面热流是通过除以功率相对于模具表面积来计算的。

• 表面热流= 5917.1598W/m²(模顶)

对流热通量:

散热器翅片的冷却效果通过直接应用于散热器基座、顶部表面的传热系数共同表示。因此，采用对流热流边界条件来表示散热器对周围空气的热阻。

• 对流热流= 20000W/m²K(散热器到空气顶面)

结果

大部分的温升发生在TIM表面。IC封装温度分布如下图所示。

SimScale结果与(布鲁斯)如下所示。

温度变化w.r.t环境温度随时间的变化图比较(布鲁斯)以及模顶、盖顶和散热器底部3个不同位置的SimScale仿真结果

温度图上有轻微的偏差(布鲁斯)从数字图中提取温度值时产生的近似误差。

参考文献

(布鲁斯)

（1，2，3.，4）Bruce Guenin，“计算角:高功率集成电路封装的瞬态热建模，第1部分”，计算角，计算机，IT产品，第4期，软件/建模，第17卷，2011年12月22日bepaly体育登陆不了

最后更新:2019年1月29日

接下来是什么

温度变化下的固定梁

的部分:温度变化下的固定梁