Flotherm-PCB热分析热仿真软件PCB散热研究

PCB散热研究,答辩人：陈粤,指导老师：吕树申教授,PCB散热研究,2,目录,一研究意义与背景知识：热设计的重要性PCB简介热设计方法NXMasterFEM热分析二空间PCB模型介绍三结果分析四结论五致谢,Total:21,PCB散热研究,3,1、热设计的重要性,高功率微型化组件高密度集中化,70-80每升高1可靠性下降5%,热控方案,一研究意义与背景知识,Total:21,PCB散热研究,4,PCB，Printedcircuitboard,印刷电路板,为电子元器件提供电气连接,2、PCB简介,一研究意义与背景知识,Total:21,PCB散热研究,5,基板热传导简化模型,导体图形,高热传导绝缘树脂层（粘接剂）,铜基板,热量汇集到“铜基板”导走,对流辐射,对流辐射,一研究意义与背景知识,Total:21,PCB散热研究,6,3、热设计方法,采取措施,排出有害的热量,系统级热设计封装级热设计组件级热设计,PCB热设计,一研究意义与背景知识,Total:21,PCB散热研究,7,热仿真,ICEPAKSINDA/FLUINTANSYSFLOWTHERMNXMasterFEMThermal,成熟、高效、准确,缩短产品开发周期提高竞争力,一研究意义与背景知识,Total:21,PCB散热研究,8,4、NXMasterFEM热分析,NXMasterFEMThermal原称为“I-deasThermal”,NXMasterFEMThermal,TMG,ESC,一研究意义与背景知识,Total:21,PCB散热研究,9,研究目的研究辐射在PCB散热中的角色研究热传导对散热的作用探讨辐射发射率对PCB散热的影响,二空间PCB模型介绍,Total:21,PCB散热研究,10,空间PCB热模型,正面单路元件,DCDC,反面单路元件,箱体为0（五个面）,待模拟热板,另一块热板20,导热系数铜：380W/mK；电子元件：38W/mK元件与铜板接触热阻0.7K/W（每个接触面）,电路总发热量：8.3W,Total:21,PCB散热研究,11,TMG传热模型,FEM(有限元)模型,Total:21,PCB散热研究,12,三结果分析,Total:21,PCB散热研究,13,工作元件集中分布工作,40.3,（未考虑辐射）,1、元件分布对温度分布的影响,工作元件分散分布工作,24.5,Total:21,PCB散热研究,14,结论-1,高发热电路尽量分散;发热量大的电子元件尽量靠近冷端。,Total:21,PCB散热研究,15,不考虑辐射与考虑辐射最高温度与铜板厚度的关系图,2、辐射与传导对PCB散热的影响,6层铜板（0.099mm）,Total:21,PCB散热研究,16,增厚铜板，增加热传导性，有助于散热；基板传导优化至一定程度后，若进一步优化，作用不明显;板层数少，温度高，辐射占主要；板层数大，传导好，温度低，传导为主。辐射随传导加强（温度降低）散热作用递减，传导加强至一定程度甚至成为PCB热源,结论-2,Total:21,PCB散热研究,17,不同基板厚度下发射率与最高温度关系,随着发射率的增大，增大单位发射率对散热的改善作用递减；PCB若要维持在较低温度，需加强传导来实现。,3、辐射发射率对散热的影响,结论-3,Total:21,PCB散热研究,18,四结论,发热电路分散分布时，可防止局部温度过高；辐射在高温时能起到明显的散热作用，低温效果不明显；增加热传导性，可让PCB维持在较低温度；随着发射率的增大，增大单位发射率对散热的改善作用递减。,Total:21,PCB散热研究,19,四结论,创新点：应用I-DEAS解决了一个太空电子散热问题；通过模拟研究，提出了一些关于PCB散热有价值的建议。,