Flächenteile können nicht nur dünne Hindernisse darstellen, sondern auch zur Modellierung von Wärmeübertragungsschichten zwischen Chips bzw. Kontaktwiderständen zwischen thermisch wirkenden Komponenten (z. B. einem Chip und einer Leiterplatte oder einem Kühlkörper) verwendet werden.
Wärmeübertragungsschichten
Flächenteile eignen sich sowohl zur Wärmeübertragung als auch als Strömungshindernis. Sie weisen dieselben Wärmeübertragungseigenschaften auf wie dreidimensionale Volumen, insofern sie Wärme in alle Richtungen übertragen. Aus diesem Grund ist beim Definieren von Flächenteilen ein Wert für die Dicke erforderlich. Dies wird im Abschnitt "Angeben von Flächenteilen" erläutert.
Flächenteile können zur Simulation dünner Materialschichten innerhalb von oder zwischen Chip-Modulen verwendet werden. So finden sich beispielsweise zwischen thermalen Komponenten häufig Schichten aus Kunstharz oder anderen Materialien, und die Auswirkungen ihres Kontaktwiderstands müssen berücksichtigt werden. In diesem Fällen kann ein Flächenteilmaterial auf eine Fläche angewendet werden, die eine Kunstharzschicht darstellt, so dass es nicht nötig ist, die Substanz mit einem dünnen dreidimensionale Volumen zu modellieren. Auf diese Weise wird weiterhin die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Chip-Komponenten berücksichtigt, jedoch die Modellierung erheblich vereinfacht und die Größe des Netzes (bzw. die Größe des Analysemodells) reduziert.
Der Festkörpermaterialeditor ermöglicht die Angabe von Wärmeleitfähigkeit oder Widerstand. Wenn die Wärmeleitfähigkeit der Schicht bekannt ist, wählen Sie "Wärmeleitfähigkeit" im Dialogfeld aus, und geben Sie den entsprechenden Wert ein. Ist der Widerstand bekannt, wählen Sie "Widerstand" aus, und geben Sie den Wert ein.
Kontaktwiderstand
Das Kontaktwiderstand-Material dient zur Simulation des Wärmeübertragungswiderstands an der Schnittstelle zwischen zwei Teilen (in der Regel Chip und Kühlkörper oder Chip und Leiterplatte) aufgrund von Mängeln und kleinen Lücken in den verbundenen Flächen in 3D-Modellen.
Im Gegensatz zu anderen Flächenteilanwendungen ist für den Kontaktwiderstand keine Dicke erforderlich. Als einziger Parameter wird der Widerstand benötigt. Wenn Sie zwischen zwei Festkörpern einen Kontaktwiderstand anwenden, wird nur der Temperaturgradient in der vertikalen Richtung (senkrecht zum Flächenteil) berücksichtigt. Temperaturgradienten in der Ebene bleiben unberücksichtigt.
Um ein Kontaktwiderstand-Material zu erstellen, legen Sie den Auswahlmodus auf Fläche fest. Öffnen Sie das Schnellbearbeitungs-Dialogfeld "Material", und wählen Sie für Typ die Option Kontaktwiderstand aus. Klicken Sie auf Bearbeiten. Anschließend wird der Materialeditor geöffnet.
- Beginnen Sie mit der Eingabe eines Materialnamens in das Feld Name.
- Geben Sie einen Wert für Widerstand und die entsprechenden Einheiten ein.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Anwenden.
- Klicken Sie auf OK, um das Dialogfeld zu schließen.
Beispiel für die Erstellung eines Kontaktwiderstand-Materials
Verteilter Widerstand (Filter)
Flächenteile können unter Verwendung eines Materials für verteilten Widerstand auch zur Modellierung sehr feiner Filter verwendet werden. Weitere Informationen erhalten Sie hier ...