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文档简介

基于混合集成电路的SSR电路模块热分析一、结构模型 该模型采用安捷伦ADS2011系统设计软件及CATIA三维建模软件完成建模工作，模型如下图所示：图1 电路模块模型 模型中，主要部分材料设置如下表所示：表1 模型材料设置序号功能组件材料设置1壳体不锈钢2盖板可伐合金3引线铜4绝缘子玻璃5变压器磁芯PC406电路基板Al2O3（96%）7金丝键合线金8铝丝键合铝9布线层钯10芯片硅11绝缘层聚酰亚胺（暂定）二、稳态热分析2.1 模型导入及网格划分 稳态热分析采用Ansys Workbench 14软件，即将前述电路模块三维模型导入软件当中进行分析，模型导入结果如图2所示：图2 待分析电路模块三维模型（盖板隐藏） 对上述模型进行网格划分，网格划分重点区域为芯片及其周围区域，如图3所示：图3 待分析电路模块三维模型网格划分2.2 施加内部热源及外部边界条件 该电路模块主要产热热源主要包括：1）大功率MOS芯片；2）其它芯片；3）大电流引线；4）变压器；5）印刷电阻；由于电路模块采用密封封装，因此上述部分产生的热量主要传导路径为： 1）元器件焊接层陶瓷基板焊接层外壳（对流散热） 2）电极引线玻璃绝缘子外壳（对流散热） 各内部热源的产热功率（大致估算）如下表所示：表2 各热源的产热功率序号热源功率1电阻R160mW2电阻R218mW3电阻R318mW4电阻R45mW5电阻R55mW6D11.4mW7D21.4mW8D31.4mW9Z115.6mW10Z23.96mW11VDMOS6.8W12变压器20mW1310A电流引线35mW 分别针对常温25及最高工作温度85的温度条件，同时采用不同的对流散热系数进行稳态热分析。2.2 分析结果 分析结果如图4图8所示：图4 对流散热系数20W/m（25）图5 对流散热系数30W/m（25）图6 对流散热系数40W/m（25）图7 对流散热系数40W/m（85）图8 对流散热系数70W/m（85） 从上述分析结果可以看出，目前采用的封装壳体过小，导致环境温度为25时需要强制对流散热才能确保内部芯片结温150，而环境温度为85时将无法正常工作。注：现在我正在对管壳体积与散热效果之间的关系进行仿真分析，有结果会及时发给你们，咱们沟通完后作为明年设计管壳的依据。附件中的另一个文件是电路模块的三维模型，一般的三维建模软件都可以打开，只要将其导入到任意附带热分析的CAE软件中均可进行热分析。另外，我
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