Cách sử dụng Icepak để thiết kế nhiệt PCB

Icepak là một công cụ phần mềm mô hình hóa nhiệt có thể được sử dụng để nghiên cứu những thay đổi cục bộ về độ dẫn nhiệt trong bảng mạch. Ngoài chức năng tính toán động lực học chất lỏng (CFD), công cụ phần mềm còn tính đến hệ thống dây điện và vias của bảng mạch, sau đó tính toán sự phân bố độ dẫn nhiệt trên toàn bộ bảng mạch. Tính năng này làm cho Icepak rất phù hợp cho công việc nghiên cứu sau này.

Thiết kế ban đầu và xác minh mô hình:

Phương pháp phân tích nhiệt phổ biến là tính toán giá trị trung bình của độ dẫn nhiệt hiệu quả song song và thông thường của toàn bộ bảng mạch theo số lượng, độ dày và tỷ lệ phần trăm bao phủ của lớp đồng và tổng độ dày của bảng mạch, sau đó tính toán độ dẫn nhiệt của bảng mạch sử dụng độ dẫn nhiệt song song trung bình và thông thường.

Mô hình Icepak được tạo theo tệp ECAD trong ứng dụng máy chủ 1U. Thông tin định tuyến và thông qua của bảng mạch gốc được nhập vào mô hình.

Để kiểm tra sự phân bố độ dẫn nhiệt, điều kiện ranh giới nhiệt độ không đổi 45 độ có thể được gán cho mặt sau của bảng PCB và điều kiện ranh giới dòng nhiệt đồng đều có thể được gán cho mặt trên. Nhiệt độ cao thể hiện độ dẫn nhiệt thấp và nhiệt độ thấp thể hiện độ dẫn nhiệt cao. Từ hình có thể thấy nhiệt độ cao hơn ở khu vực không có hệ thống dây điện và thấp hơn ở khu vực có nhiều hệ thống dây điện. Ở khu vực có vias lớn, nhiệt độ gần 45 độ.

Điều này cho thấy sự phân bố độ dẫn nhiệt phù hợp với sự phân bố hệ thống dây điện trong thiết kế ban đầu. Để có được hiệu ứng cục bộ của các lỗ nhỏ, nên sử dụng kích thước lưới nền nhỏ hơn.Khi kết quả mô phỏng nhiệt độ tối đa của từng nhóm phần tử chính được so sánh với kết quả thử nghiệm, chúng tôi thấy rằng chúng có tính nhất quán tốt.

Thiết kế PCB có phạm vi bao phủ dây tương đối lớn, được thiết kế để tăng khả năng tản nhiệt trong bảng mạch và do đó giảm nhiệt độ của bộ điều chỉnh điện áp. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, để giảm giá thành, người ta giảm độ phủ của hệ thống dây dẫn và không sử dụng đế tản nhiệt. Do đó, hệ thống dây điện sẽ được sửa đổi và sau đó mô hình xác minh sẽ được sử dụng để dự đoán nhiệt độ của bộ điều chỉnh.