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電子組件的電熱建模與可靠性預(yù)測(二)

作者: 時間:2013-11-30 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
3. 降低維數(shù)

  REBECA-3D在建模方面的第一個優(yōu)勢是降低了維數(shù):三維問題被降階為一組二維問題,只需進(jìn)行表面結(jié)合即可。盡管傳導(dǎo)性能取決于溫度情況,也不需要進(jìn)行內(nèi)部幾何的網(wǎng)格劃分,不需要任何內(nèi)部未知量和內(nèi)部網(wǎng)格分割。因此,無需進(jìn)行離散化處理就可將邊界溫度和流量計算出來。而且,REBECA-3D在降低問題維數(shù)的同時并沒有犧牲精度和。

  維數(shù)的降低為經(jīng)典數(shù)值方法提供了新的可能性:

  (a) 由于沒有任何內(nèi)部結(jié)合,研究包括不同比例因子元(如,硅片厚度與元件長度之比)在內(nèi)的一些問題也變得很容易。因此,不需要對體積進(jìn)行精確的網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格長度常常符合一個細(xì)小表面的幾何級數(shù)。

  (b) 由于沒有任何內(nèi)部網(wǎng)格劃分,產(chǎn)生運(yùn)行問題所需的數(shù)據(jù)變得很容易,從而簡化了模型。對于同一精確程度的結(jié)果,REBECA-3D所需網(wǎng)格數(shù)量的重要性常常比經(jīng)典方法要低上一百倍。

  4. 參數(shù)研究

  

電子組件的電熱建模與可靠性預(yù)測(二)

  REBECA-3D另一個有吸引力的優(yōu)點(diǎn)是,它使得通過極少量計算而迅速方便地進(jìn)行大量靈敏度研究變得更為可能。因此在表征過程中,可以通過很少的計算來來進(jìn)行參數(shù)研究。這一點(diǎn)對于設(shè)計階段和了解系統(tǒng)特別關(guān)鍵。因此,有可能可以根據(jù)不同參數(shù)對研究進(jìn)展的影響在它們之間創(chuàng)建一個層次結(jié)構(gòu)。通過結(jié)合高性能的數(shù)學(xué)技巧和一種基于對象概念的方法,REBECA-3D成為一種特別適合進(jìn)行參數(shù)研究的工具。對邊界元模型的修改完全是本地的,網(wǎng)格劃分也可以非常迅速地進(jìn)行修改。

  由于REBECA-3D同時計算溫度和流量,其結(jié)果比使用其他數(shù)值方法更為精確。結(jié)果的精度也通過使用經(jīng)典數(shù)值方法(F.E.M和F.D.M)進(jìn)行的測試以及與實(shí)驗(yàn)結(jié)果(液晶法、標(biāo)準(zhǔn)紅外熱像儀系統(tǒng)、專用實(shí)驗(yàn)裝置)的比較得到了證明。上述優(yōu)點(diǎn)帶來的其他結(jié)果是:(a) 減少了計算時間。前面所述各點(diǎn)的結(jié)果就是,與其他軟件(詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容參見文獻(xiàn)2和文獻(xiàn)3)相比,REBECA-3D節(jié)省了時間。(b) 容易與其他軟件合成。由于傳導(dǎo)是在邊界水平進(jìn)行處理,因此很容易將REBECA-3D與其他熱軟件結(jié)合起來,以便研究關(guān)聯(lián)復(fù)合的熱問題。如包含多次反射的輻射、具有流體力學(xué)結(jié)構(gòu)的對流等。

  REBECA-3D的用途

  

電子組件的電熱建模與可靠性預(yù)測(二)

  REBECA-3D獨(dú)立地應(yīng)用在許多領(lǐng)域,用來解決大量的傳導(dǎo)問題。在電子器件領(lǐng)域,從晶體管一級到PCB一級都可使用REBECA-3D。例如,可以用它來表征PCB上的元器件固化后對封裝接點(diǎn)溫度的影響。相應(yīng)的模型考慮了5個尺寸因子,如:硅片的厚度為幾個微米,PCB的長度為幾個厘米。

  對于電子元件,REBECA-3D可用于以下多種目的: (a) 工作和設(shè)計優(yōu)化:包括晶體管、元器件和PCB; (b) 熱性能表征; (c) 數(shù)據(jù)手冊驗(yàn)證:Rthja(與周圍環(huán)境相關(guān))、Rthjc (與應(yīng)用場合相關(guān))、瞬態(tài)熱阻抗、標(biāo)準(zhǔn)JEDEC環(huán)境、故障測試(AATC、LLTC); (d) 與性能改進(jìn):熱工作范圍距離;


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關(guān)鍵詞: 電子組件 電熱建模 可靠性

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