Тепловое моделирование конструкций с тепловыделяющими элементами, размещенными на металлических основаниях

Данный класс объединяет конструкции аналоговых устройств, выполненных на микросборках. Типичный представитель – конструкции в корпусах типа «пенал». Упрощенное изображение конструкции приведено на рис. 5.16,а.

Рис. 5.16 – Конструкция (а) и тепловая схема (б) пенальной конструкции

Бескорпусные микросборки 1 размещены на металлическом основании 2, которое устанавливается в корпус 3. Характерная особенность конструкций – передача тепла от элементов микросборок к корпусу преимущественно теплопроводностью через внутреннюю тепловую проводимость тепловыделяющих элементов σ_ВН, тепловые проводимости подложки микросборки σ_Пи клеевого соединения σ_КЛподложки микросборки и основания. Основание и корпус можно принять за изотермическую поверхность. Передача тепла с поверхности корпуса окружающей среде осуществляется конвекцией и излучением. При условии, что в пределах каждой из п микросборок отсутствует взаимное тепловое влияние между элементами (предусмотрены зоны тепловой защиты элементов), тепловая схема процесса теплообмена в конструкции может быть представлена в виде рис. 5.16,б.

Критериальной оценкой теплового режима конструкции является температура наиболее теплонагруженного или наименее теплостойкого элемента. Температура i-го элемента, расположенного на j-й подложке, может быть найдена как

t_ij=t_Пj+ P_ij/σ_{ВН ij};

;

.

где Pij – тепловой поток i-го элемента на j-й подложке;

Рj – суммарный тепловой поток, выделяемый элементами j-й микросборки;

m – число элементов на подложке j-й микросборки;

n – число микросборок.

Значения внутренних тепловых проводимостей для бескорпусных интегральных микросхем и транзисторов берут из технических условий на элементы или определяют по тепловой схеме рис. 5.17,б. Исходя из способа установки кристалла на подложке (рис. 5.17,а), тепло от активной области кристалла стекает на подложку через кристалл (σ_КР.), слой клея (σ_КЛ.) и выводы (σ_ВЫВ.).

Рис. 5.17

При известных геометрических размерах элементов и коэффициентах теплопроводности материалов определение проводимостей кондуктивной теплопередачи не вызывает затруднений.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: