압축 열 모형 재질 유형을 사용하면 두 개의 저항기 압축 열 모형을 사용하여 통합 회로를 시뮬레이션할 수 있습니다. 압축 모형은 저항기 네트워크를 사용하여 전자 구성요소의 성능을 시뮬레이션하는 기하학적으로 간단한 방법을 제공합니다.
이 모델링 방법은 매우 간단한 형상을 사용하여 매우 복잡한 장치를 나타냅니다. 보다 엄격한 방법은 장치의 전체 형상을 사용하는 것으로, "상세 모형"이라고도 합니다. 상세 모형은 일반적으로 가장 높은 수준의 정확도를 제공하지만 복잡성 때문에 큰 메쉬가 필요하므로 해석 시간도 오래 걸립니다.
이러한 유형의 모델링에는 다음 칩 구성이 지원됩니다.
- BGA(볼 그리드 배열)
- PBGA(플라스틱 볼 그리드 배열)
- TBGA(테이프 볼 그리드 배열)
- FC-BGA(플립 칩 볼 그리드 배열)
- QFP(쿼드 플랫 팩)
- PQFP(플라스틱 쿼드 플랫 팩)
- NQFP(쿼드 플랫 노 리드 팩)
- SOIC/SOP(작은 윤곽 IC/작은 윤곽 패키지)
TO200과 같은 수직 칩은 이 모형에서 지원되지 않습니다. 이러한 칩은 상세 모형을 사용하여 모델링하는 것이 좋습니다.
일반적인 두 개의 저항기 압축 열 모형은 접합, 케이스 및 보드의 세 노드로만 구성됩니다. 접합을 다이 또는 칩이라고도 합니다. 케이스는 패키지의 상단 표면에 있으며 여기서 열 싱크가 패키지에 마운트될 수 있습니다. 보드 노드는 보드와 패키지 간 단일 접촉 지점입니다. 노드는 케이스와 접합 사이의 열 저항(Theta jc) 및 접합과 보드 사이의 저항(Theta jb)으로 연결됩니다. 저항기 네트워크가 표시됩니다.
두 개의 저항기 압축 모형에서 열 전달은 세 개의 노드(케이스, 접합 및 보드)에서만 계산됩니다. 두 저항기 압축 모형의 측면은 단열 상태로 간주됩니다. 케이스 및 보드 측면만 주변으로의 열 전달을 허용합니다. 장치의 케이스 및 보드 측면은 등온이며 평면 방향으로 높은 전도율이 적용되어 모델링됩니다.
두 저항기 압축 모형은 실제 장치를 단순화하여 나타낸 것이며 일반적으로는 10-30% 정도 정확합니다. 이 모형은 단순화한 것이지만 다양한 설계 레벨 "가상" 해석에 적합합니다.
두 저항기 압축 모형 해석의 결과 수량은 보드, 접합 및 케이스에서의 온도입니다. 또한 케이스 및 보드에 대한 열 플럭스가 제공됩니다.
상세 구성요소 모형과 달리, 두 저항기 압축 모형은 단순 입방체로 모델링됩니다. 장치는 PCB 부품에 접촉해야 하며 열 싱크가 구성요소의 케이스 측면에 부착될 수 있습니다.
이 예에서 칩은 PCB에 직접 배치됩니다.
두 저항기 압축 열 모형의 열 하중은 일반적으로 총 열 생성 경계 조건으로 적용됩니다. 과도 열 생성 조건도 적용될 수 있지만 구성요소의 비열 및 밀도가 재질 정의에 포함되지 않으므로 시간이 정확해야 하는 솔루션은 사용할 수 없습니다.
열 전달 계산은 네트워크의 세 노드에서만 수행되므로 유한 요소 메쉬가 장치를 통해 생성되지 않습니다. 두 개의 저항기 장치와 주변 형상 간을 연결하기 위해 외부 표면이 메쉬됩니다.
모델링 지침
CTM 재질은 유체 재질이 지정된 부품에 접촉해야 합니다. Autodesk® CFD에서는 솔리드 객체에 완전히 포함된 CTM 모듈을 지원하지 않습니다.
CTM은 하나의 PCB 재질(또는 이름에 "PCB"가 포함된 솔리드)와만 접촉해야 합니다. 한 가지 일반적인 상황은 두 PCB 재질 사이에 CTM이 끼어 있는 경우입니다. 또 다른 상황은 CTM이 두 개의 인접한 PCB 재질을 가로지르는 경우입니다. 이러한 구성 모두 지원되지 않습니다. CTM은 하나의 PCB와만 접촉해야 합니다.
이 문제를 해결하는 한 가지 방법은 원래 CAD 도구에서 모형 구성을 수정하는 것입니다. 단일 PCB 부품에만 닿도록 CTM을 이동합니다. 또 다른 방법은 Autodesk® CFD 내에서 PCB 부품 중 하나의 재질 정의를 수정하는 것입니다. 부품 중 하나의 정의를 솔리드로 변경하거나 이름에 "PCB"가 포함되지 않는 다른 솔리드 재질을 지정합니다.
CTM은 억제된 PCB 재질에는 접촉할 수 없습니다. 억제된 부품은 CTM의 보드 또는 케이스 표면에 접촉할 수 없습니다.
PCB 부품이 억제되지 않았는지 설계 연구 막대의 재질 분기를 확인하십시오. 억제된 부품은 이름에 취소선이 그어져 표시됩니다. 부품을 억제해제하려면 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 계속을 클릭합니다. 메쉬를 다시 정의해야 합니다.
데이터 추출 및 시각화
시각화를 위해 장치는 접합과 케이스의 두 영역으로 나뉩니다. 구성요소의 각 영역은 저항 값 및 주변 조건에 따라 제어되는 자체 온도를 갖습니다. 단일 직사각형 요소가 아래와 같이 각 레이어를 구성합니다.
모든 두 저항기 구성요소에 대해 다음 데이터를 사용할 수 있습니다.
- 보드 온도
- 접합 온도
- 케이스 온도
- 접합 및 보드 사이의 열 플럭스(보드 측면 열 플럭스)
- 접합 및 케이스 사이의 열 플럭스(케이스 측면 열 플럭스)
다음과 같은 방법을 사용하여 결과를 볼 수 있습니다.
- 결과 작업에서 전역 아이콘을 클릭합니다. 원하는 칩 위로 마우스를 가져갑니다. 창이 표시되면서 결과 데이터를 나타냅니다.
- Review_Component 열 요약에서 구성요소 열 요약을 엽니다.
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