Leiterplatten (PCB) werden in einer Vielzahl von elektronischen Anwendungen verwendet. Da Leiterplatten eine wichtige Rolle in der Temperatur- und Wärmestromverteilung in einem Gerät spielen, ist es wichtig, ihre thermischen Eigenschaften genau wiederzugeben.
Leiterplatten werden in der Regel aus mehreren Schichten von Kupferfolie und einem dielektrischen Material (einem glasfaserverstärkten Polymer namens FR4) konstruiert:
Beispiel:
Gesamtdicke = 1.6 mm
Aufgrund der Komplexität dieser Komponenten ist es oft wünschenswert, sie mit einfacher Geometrie zusammen mit gültigen Eigenschaften zu simulieren, um die Wärmeübertragung zu simulieren. Zwei Leitfähigkeitswerte werden benötigt: die normale Leitfähigkeit (K-normal) und der Wärmeleitfähigkeit in der Ebene (K-in-plane). Diese Werte werden wie hier gezeigt berechnet:
- N = maximale Anzahl der Layer
- k = Layer-Leitfähigkeit
- t = Dicke
- C = Metallgehalt
- E = Exponent für Bedeckung
Für die Simulation einer vorhandenen Leiterplatte in einer Simulation ist der Materialtyp Leiterplatten (PCB) verfügbar.
Die Leiterplatte wird als ein einfaches geometrisches Volumen wiedergegeben (auch wenn Leiterplatten physisch sehr komplex sein können). Die geometrischen physikalischen Spezifikationen der Leiterplatte wie Layer-Dicke und der Metallgehalt pro Layer werden als Materialattribute angegeben, und die Werte für die effektive Leitfähigkeit werden dann automatisch berechnet und in der gesamten Analyse auf die Geometrie angewendet.
Dieser Materialtyp bietet eine einfache Möglichkeit, die thermischen Effekte einer Leiterplatte in einer einfachen, homogenen Geometrie einzubeziehen, ohne dass die geometrischen Details der verschiedenen Layer, Partikelspuren und Ebenen einbezogen werden müssen:
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