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카지노 슬롯 배선에 대한 열 시뮬레이션의 정확도 향상에 관한 연구

1.: 최근 몇 년 동안 전자 구성 요소가 점점 더 작아졌으며 도체 패턴의 열 발생을 무시할 수없는 경우가있었습니다. 패턴으로부터 생성 된 열은 일반적으로 온도가 10 ° C 미만인 온도 상승으로 1A@1m@너비라고하지만 정확한 가이드 라인은 없으며 온도 상승은 기판의 층 구조에 따라 크게 다를 수 있습니다.

2.: 열 분석 방법은 종종 유한 부피 방법을 사용합니다. 유한 부피 방법은 계산 영역이 셀 요소로 나뉘어지는 분석 방법이며, 각 셀에 대한 통치 방정식을 사용하여 대략적인 솔루션을 얻는다.

3.

3.1 목적

이 도구로 패턴의 열 생성을 시뮬레이션하는 데 필요한 정보는 패턴의 전력 소비 및 열 저항입니다. 전력 소비는 다음 방정식에서 계산할 수 있습니다.^-8ω · m)를 사용하여, 열 저항 모델은 10 ℃ 내의 온도 상승에 기초하여 계산되었다. 열 저항은 전력 소비 당 온도 상승의 양으로 정의됩니다.

그림 1 열 측정

표 1 보드 사양 및 측정 조건

base	FR-4, 4 번째 레이어
패턴	외부 레이어 패턴 (내부 층없이) 내부 층 패턴 (구리, 외부 층 없음)
패턴 두께	바깥층 : 48, 65, 100, 130μm 내부 층 : 35, 70μm
패턴 폭	1mm, 5mm, 10mm
패턴 길이	60mm
전압/전류	5V/0.5A, 1A, 2.5A, 5A, 10A
측정 환경	자연 대류 (EIA/JESD51-2를 준수)
주변 온도	일정한 온도 25 ° C

3.2 실제 측정 결과

외부 층 패턴의 예로서, 48 μm (18 μm, 구리 도금 + 구리 도금 30 μm)의 패턴 두께에 대한 실제 측정 결과 및 1 mm의 패턴 폭이 표 2에 도시되어있다. 내부 구리 층을 추가하고 (조건 1 및 2) 첨가하고 상호 감염 층 (조건 2 및 3)을 얇게하여 패턴의 온도 상승을 억제하는 등 보드 사양의 변화를 알 수 있습니다.
내부 층 패턴의 예로서, 35 μm의 패턴 두께에 대한 실제 측정 결과와 1 mm의 패턴 폭에 대한 실제 측정 결과가 표 3에 나와있다. 열 이미지 측정은 기판 표면의 온도를 측정하므로 패턴 온도를 직접 관찰 할 수 없습니다.

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표 2 외부層패턴 측정 결과

클레임	내부 층 구리 포일	절연 계층	온도 상승 (℃)
클레임	내부 층 구리 포일	절연 계층	0.5A	1.0A	2.5A	5.0A
1	아니오	0.3mm	0.8	2.7	9.9	–^*)
2	사용 가능	0.3mm	0	0.2	4.3	19.9
3	사용 가능	0.1mm	0	0	4.0	9.9

*)- 온도가 크기 때문에 측정 할 수 없습니다

표 3 : 내부 층 패턴의 실제 측정 결과

클레임	내부 층 구리 포일	절연 계층	온도 상승 (℃)
클레임	내부 층 구리 포일	절연 계층	0.5A	1.0A	2.5A	5.0A
1	아니오	0.3mm	0.4	4.8	20.9	–^*)
2	사용 가능	0.3mm	0.4	1.5	5.9	17.4
3	사용 가능	0.1mm	0.1	0.4	4.3	16.7

*)- 온도가 크기 때문에 측정 할 수 없습니다

4.

4.1 목적

실제 측정에서 얻은 패턴의 온도 상승으로부터 열 저항은 변화되어 시뮬레이션 결과가 실제 측정과 일치하고 각 조건에서 열 저항 모델이 결정되었습니다. 이 시점에서 열 저항 모델은 패턴 위와 아래의 2 개의 저항 모델이었다.

4.2 실제 측정 및 시뮬레이션 비교

외부 층 패턴의 예로서, 48 μm (18 μm, 구리 포일 + 도금 30 μm)의 패턴 두께의 결과가도 1에 도시되어있다. 이것은 전류와 온도 상승 사이의 관계를 보여 주며, 플롯은 실제 측정 결과를 보여주고 시뮬레이션 결과를 보여주는 실선을 보여줍니다.

현재 (a)

그림 2 시뮬레이션 결과 (외부 레이어 48μm)

내부 층 패턴을 분석 할 때, 현재 시뮬레이터가 내부 층에 부품을 배치 할 수 없으므로 부품이 표면 층에 배치되는 분석 방법을 사용했습니다. 실제 측정과 마찬가지로, 내부 층 패턴의 온도는 단열 재료의 열전도율 및 두께로부터 계산되었다.

5.

1) 패턴의 실제 열 측정 결과에서 패턴의 열 저항 모델은 기판에 열 분석 소프트웨어를 사용하여 생성되어 도체 패턴의 열 생성을 고려할 수 있습니다.
2)이 열 저항 모델은 패턴 폭과 두께가 결정되는 한 표면 층 사이의 패턴 폭, 두께 및 절연 층 거리에 기초하여 열 저항 값을 측정함으로써 내부 층 패턴에 대해 열 저항이 분석 될 수 있음을 보여준다.
3) 이러한 간단한 모델과 상업적으로 이용 가능한 도구를 사용하여 열 생성 구성 요소가 설치된 카지노 슬롯 배선 보드의 패턴을 설계 할 때 효과적인 방법이라고 제안되었습니다. 앞으로는 분석 환경에 맞는 구리 부피 저항력을 사용하여 정확도를 더욱 향상시킬 것이며 현장 평가도 수행 할 것입니다.

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