按关键词阅读: 应用 中的 实际问题 Flotherm
1、Flotherm 在实际问题中的应用在热校模工作的帮助下 ,Flotherm 软件可以比较准确地仿真模拟电子设备的温度分布 , 误差值在5 以内 。
应用软件 Flotherm 解决某型设备元器件过热问题 ,从添加散热板和在结构件上开散热孔两方面分析散热改善效果 , 发现添加散热板散热改善幅度达到2.8 C10.5 C,在结构上开散热孔散热效果改善幅度达到3.0C3.3C ,两者若同时考虑则散热效果最佳 , 改善幅度达到5.8C12.5C;
不同热导率的绝 缘导热垫散热效果差异在0.1 C0.5 C ;
铝合金散热板和铜合金散热板散热效果差异在0.7 C1.3 C 。
【关键词】 Flotherm 热仿真 热校模工作 。
【Flotherm|Flotherm在实际问题中的应用】2、电子设备的过热是电子产品失效的主要原因之一 , 严重地限制了电子产品性能及可靠性的提高 , 也降低了设备的工作寿命 。
研究资料表明:半导体元件的温度升高 10, 可靠性降低50% , 当元器件在很高的温度下工作时 , 其失效率按指数关系增长 。
因此电子设备内的温升必须予以控制 , 而运用良好的散热措施来有效地解决这个问题则是关键 。
Flotherm 软件仿真法避免了传统方法中因经验不足、数据不充分所导致的误差以及繁琐的解析计算过程 。
这种方法基于质量守恒、动量守恒和能量守恒定律 , 利用成熟的数值计算方法 , 能够得到与实际非常接近的结果 , 有效地反映电子设 备的温度分布 。
公司某型设备因某些元器件过热引发故障 , 通过应用Flothe 。
3、rm 软件对该产品进行热仿真 , 计算多种方案 , 寻找最优方案 , 解决元器件过热问题 。
1 物理模型设备结构如图 1 所示 。
2 分析模型的建立2.1 模块模型热校模根据收集的设计信息 ,建立计算机板模型 (如图 2 所示)。
为节省计算成本 , 元器件简化成长方体 , 并以设置热阻(结-板热阻和结-壳热阻)形式替代元器件的封装模型 。
图2 中的 A、 B、 C 和 D 四个芯片为前期确认的过热元器件 。
由于元器件的热阻由其封装设计和焊盘大小决定 , 当元器件焊接到印制板时 , 它的热阻参数也已确定 , 因此可以单独对某个模块进行热校模工作 。
本文的热校模方法:首先 , 将模块 2 运行到正常工作状态 , 持续时间为 1 小时;然后 , 使用 。
4、红外测温仪对模块2 进行拍照 , 捕捉模块2 的各个元器件的温度值;最后 , 通过对元器件的热耗和热阻进行调整 , 使分析模型的热分布与测试结果相近 (相差在 5之内),如表 1 所示 。
2.2 产品分析模型对结构件的圆角、小台阶、小孔等特征进行适当简化 , 并将校模后的模块模型装配到结构件上 , 完成产品的分析模型建立 。
3 改进措施考虑到成本问题 , 本文在不改变产品的布局和各模块的元器件布局的条件下 , 从添加散热板和结构件开散热孔两个方面对产品进行改进尝试 。
3.1 添加散热板给模块 2 添加散热板 , 如图 3 所示 。
因空间有限 , 暂不考虑散热翅片 , 从散热板材料和导热垫材料两方面考虑 。
3.1.1 散热板材料的影响散热板 。
5、材料用的比较多的是铝合金和铜合金 。
通过应用Flotherm 仿真计算得出选用不同散热板材料时模块2过热元器件的温度分布 。
添加散热板后元器件的壳温降低幅度较大 , 幅度达到2.8 C10.5 C,元器件的壳温都低于其额定工作最高环境温度值;选用不同散热板材料时的元器件壳温差异在0.7C1.3C,铜合金散热板偏优 。
3.1.2 导热垫的影响为了提高元器件和散热板之间的导热性能 , 一般都会在两者之间添加绝缘导热垫 。
绝缘导热垫的热阻取决于它的类型和厚度 , 公式如下:Rkc=式中:Rkc为绝缘导热垫热阻(C /W);
S为有效接触面 积(m2);
8为绝缘导热垫厚度(m);
K为绝缘导热垫的热 导率( W/m?。
6、)。
由公式可以看出 , 绝缘导热垫厚度越小 ,热导率越高 , 其热阻就越小 。
考虑到芯片的高度公差 ,导热垫厚度选取为 1mm。
导热 垫型号选取公司内导热率较高的两种导热垫 , 其材料的导热性能参数如表2 所示 。
当散热板材料选择铝合金时 ,通过应用 Flotherm 仿真计算得出选用不同热导率的绝缘导热垫时模块2 过热元器件的温度分布 。
选用不同导热垫时的元器件壳温差异在0.1 C0.5 C,选用导热垫n时偏优 , 但差异不大 。
3.2 结构件开散热孔在结构件上开散热孔 , 有利于机箱内部热空气与外部冷空气的交换 , 从而增加模块的散热效率 。
稿源:(未知)
【傻大方】网址:/a/2021/0905/0024107169.html
标题:Flotherm|Flotherm在实际问题中的应用