Thermal Simulation PCB lämpösuunnittelu
Icepak on lämpömallinnusohjelmisto, jonka avulla voidaan tutkia paikallisia muutoksia piirilevyjen lämmönjohtavuudessa. Laskennallisen nestedynamiikka (CFD) -toiminnon lisäksi ohjelmistotyökalu ottaa huomioon myös piirilevyn johdotukset ja läpiviennit ja laskee sitten lämmönjohtavuusjakauman koko piirilevylle. Tämä ominaisuus tekee Icepakista erittäin sopivan seuraaviin tutkimustöihin.
Alkuperäinen suunnittelu ja mallin tarkistus:
Yleinen lämpöanalyysimenetelmä on laskea koko piirilevyn tehollisen rinnakkais- ja normaalilämmönjohtavuuden keskiarvo kuparikerroksen lukumäärän, paksuuden ja peittoprosentin sekä piirilevyn kokonaispaksuuden mukaan ja laskea sitten piirilevyn lämmönjohtavuus käyttämällä keskimääräistä rinnakkaista ja normaalia lämmönjohtavuutta.
Icepak-malli luodaan ECAD-tiedoston mukaan 1U-palvelinsovelluksessa. Alkuperäisen piirilevyn reititys- ja kauttatiedot tuodaan malliin.
Lämmönjohtavuusjakauman tarkistamiseksi piirilevyn takaosaan voidaan määrittää 45 asteen vakiolämpötilan rajaehto ja yläosaan tasainen lämmönvirtauksen rajaehto. Korkea lämpötila edustaa alhaista lämmönjohtavuutta ja matala lämpötila korkeaa lämmönjohtavuutta. Kuvasta näkyy, että lämpötila on korkeampi alueella ilman johdotusta ja alhaisempi alueella, jossa on enemmän johdotuksia. Alueella, jossa on suuret viat, lämpötila on lähellä 45 astetta.
Tämä osoittaa, että lämmönjohtavuusjakauma on yhdenmukainen alkuperäisen suunnittelun johdotusjakauman kanssa. Pienten reikien paikallisen vaikutuksen saavuttamiseksi tulisi käyttää pienempää taustaruudukkokokoa.Kun kunkin avainelementtiryhmän maksimilämpötilan simulaatiotuloksia verrataan testituloksiin, havaitaan, että niiden konsistenssi on hyvä.
Piirilevymallissa on suhteellisen suuri johdotuspeitto, joka on suunniteltu lisäämään lämmönpoistoa piirilevyssä ja siten alentamaan jännitesäätimen lämpötilaa. Joissakin tapauksissa kustannusten vähentämiseksi on kuitenkin tarpeen vähentää johdotuksen kattavuutta eikä käyttää jäähdytyselementtiä. Siksi johdotusta muutetaan, ja sitten varmennusmallia käytetään säätimen lämpötilan ennustamiseen.
