כיצד להשתמש ב- Icepak עבור עיצוב תרמי PCB
Icepak הוא כלי תוכנת מידול תרמי שניתן להשתמש בו כדי לחקור שינויים מקומיים במוליכות תרמית במעגלים. בנוסף לפונקציית דינמיקת נוזלים חישובית (CFD), כלי התוכנה לוקח בחשבון גם את החיווט והמעברים של המעגל, ולאחר מכן מחשב את התפלגות המוליכות התרמית על כל המעגל. תכונה זו הופכת את Icepak למתאים מאוד לעבודות המחקר הבאות.
עיצוב מקורי ואימות דגם:
שיטת הניתוח התרמי הנפוצה היא לחשב את הערך הממוצע של המוליכות התרמית המקבילה והתקינה האפקטיבית של כל לוח המעגלים בהתאם למספר, עובי ואחוז הכיסוי של שכבת הנחושת והעובי הכולל של המעגל, ולאחר מכן לחשב את מוליכות תרמית של המעגל באמצעות מוליכות תרמית מקבילה ורגילה.
מודל Icepak נוצר על פי קובץ ECAD ביישום שרת 1U. הניתוב והמידע של המעגל המקורי מיובאים לדגם.
על מנת לבדוק את חלוקת המוליכות התרמית, ניתן להקצות את מצב גבול הטמפרטורה הקבועה של 45 מעלות לחלק האחורי של לוח ה-PCB, וניתן להקצות את מצב גבול זרימת החום האחיד לחלק העליון. טמפרטורה גבוהה מייצגת מוליכות תרמית נמוכה, וטמפרטורה נמוכה מייצגת מוליכות תרמית גבוהה. ניתן לראות מהאיור שהטמפרטורה גבוהה יותר באזור ללא חיווט ונמוכה יותר באזור עם יותר חיווט. באזור עם חיבורים גדולים, הטמפרטורה קרובה ל-45 מעלות.
זה מראה שהתפלגות המוליכות התרמית תואמת את התפלגות החיווט בתכנון המקורי. על מנת להשיג את האפקט המקומי של חורים קטנים, יש להשתמש בגודל רשת רקע קטן יותר.כאשר משווים את תוצאות הסימולציה של הטמפרטורה המקסימלית של כל קבוצת אלמנטים מרכזיים לתוצאות הבדיקה, אנו מגלים שיש להן עקביות טובה.
לתכנון ה-PCB יש כיסוי חיווט גדול יחסית, שנועד להגביר את פיזור החום במעגל ובכך להפחית את טמפרטורת ווסת המתח. עם זאת, במקרים מסוימים, על מנת להוזיל את העלות, יש צורך להפחית את כיסוי החיווט ולא להשתמש בגוף קירור. לכן, החיווט ישונה, ולאחר מכן ישמש מודל האימות כדי לחזות את הטמפרטורה של הרגולטור.
