2013年3月27日 星期三

PCB 的處理方式方式一(最常用):


將整塊 PCB 建成一個 Block,依照各層的鋪銅率,計算等效 in-plane 與 through-plane 的熱傳導係數。好處是網格數量與品質較易控制,缺點是局部特性不見了。

每一層等效 K

K_eff = %_FR4 X K_FR4 + %_Cu X K_Cu



在 in-plane 的方向:

1/R_in-plane = Sum (1/R_eff_i) , i = 1 to n

K_in-plane = Sum (%t_i X K_eff_i) , i = 1 to n

在 through-plane 的方向:

R_through-plane = Sum (R_eff_i) , i = 1 to n

1/K_through-plane = Sum (%t_i / K_eff_i) , i = 1 to n

其中,
R_in-plane:in-plane 的等效熱阻
R_through-plane:through-plane 的等效熱阻
%_FR4:FR4 所佔比例
%_Cu:鋪銅所佔比例
K_FR4:FR4 熱傳導係數
K_Cu:銅熱傳導係數
K_eff:某一層的等效熱傳導係數
%t:該層佔 PCB 總厚度之比例
i:第 i 層

8 則留言:

戰士 提到...

版主您好
我近期在學習FloTHERM,想請問Compact component中的2R Model是否有辦法賦予材料性質(如density Kxyz)等等?

隨便走走..隨便說說.. 提到...

2R Model無法賦予材質,也不需要。因為直接利用所設定的熱組值,去計算兩點的溫差。所以,不需要設定。固體的 Density 應該在暫態分析才用到,穩態中,Density 的設定是不需要的。但我不確定在暫態中,2R Model 是否有另一個參數設定,等效密度與比熱的影響。

戰士 提到...

感謝回覆
想請問,最近在做一個模擬,PCB上有4顆IC,2大(邊長30跟20正方)2小(都是5正方),且有正確答案
模擬出的結果,2顆大IC跟答案相近,小顆的卻都差很多,差到10度以上,是否有可能是網格影響很大呢

隨便走走..隨便說說.. 提到...

網格或許有一些影響,可以試著用局部加密試試看。但準確度的問題,有時候要看晶片使用哪一種 Model,PCB 使用哪一種模擬方式。有一個印象深刻的例子: 晶片是詳細模型(所有的幾何都是依照實際產品建模),但在 PCB 的模擬方式,從最偷懶的方式,PCB 設成一大塊,分別設定 K_in-plane 和 K_through_plane,到銅走線分層建模,到最後直接見銅線,才把模擬的結果趨近實驗數據。所以,這一部分可能也要注意一下。

戰士 提到...

主要是同事用Simcenter SST做的模擬艮我一樣的題目,而且符合實驗
但我用Flotherm,卻在小顆IC老是兜不起來==

隨便走走..隨便說說.. 提到...

不知道兩個軟體間的設定有何差異? 計算結果差異多少? 或是需要更細密的網格?這就只能慢慢試了。

戰士 提到...

同事好像也不見得是完全正確
想清問版主,有沒有什麼公式可以計算有接觸熱阻跟Perfect contact之差異?
例如1個1W的IC放在PCB上,junction到PCB的熱阻是9.4K/W,但現在單純用一個Cuboid跟PCB完美接觸後,junction溫度一定會降低,但能降低多少?

隨便走走..隨便說說.. 提到...

從理論上,如果不考慮晶片側邊熱散逸,或是晶片很薄,可以用 R=L/AK 去估算。