Elektronik endüstrisinde, chipler genellikle ince bir epoksi katmanı kullanılarak alt tabakalara birleştirilir. Diğer endüstrilerde de benzer uygulamalarla karşılaşılmaktadır. Epoksi katmanının ayrı bir bileşen olarak modellenmesi, çok küçük bir eleman boyutu kullanılmasını gerektirir ancak bu, meshleme hatasına ya da gereksiz yüksek sayıda elemanın ortaya çıkmasına neden olabilir.
Epoksi katmanının neden olduğu termal direnci göz önünde bulundurmak için bunu modellemeniz gerekmez. Termal temas direnci bir yüzeyden yüzeye temas koşulu olarak uygulanır.
SI birim sisteminde beklenen değer, toplam direnç (K / W) veya birim başına dağıtılmış dirençtir ((K * m²) / W). İki parça arasındaki malzemenin ince katmanındaki sıcaklık düşüşü aşağıdaki temel formül ile hesaplanır:
ΔT = q * [t / (k * A)]. Birimler:
- ΔT = temas bölgesindeki sıcaklık düşüşü (K)
- q = W cinsinden temas boyunca akan ısı gücü
- t = m cinsinden katmanın kalınlığı
- k = W / (m*K) cinsinden katman malzemesinin termal iletkenliği
- A = m² cinsinden temasın yüzey alanı
Toplam termal direnç t / ( k* A) denklemiyle, dağıtılmış direnç ise t / k denklemiyle belirlenir.
Termal Temas Direncini Modelleme
Termal temas direncini modellemenin iki yolu vardır:
- Geometriyi oluştururken ince epoksi katmanını yoksayabilirsiniz. Başka bir deyişle, gerçekte bu ince katmanla ayrılan bileşenlerin yüzleri modelde bitişik olacaktır.
- Geometriyi oluştururken ince epoksi katmanını göz önünde bulundurabilirsiniz. Bu örnekte, termal temas yüzleri arasında bir boşluk olacaktır. Bu yaklaşımı kullanırken, şu iki husus göz önünde bulundurulmalıdır:
- En doğru sonuçlar, iki temas yüzü arasındaki uzaklık bitişikteki eleman boyutuna eşit veya bundan daha küçük olduğunda elde edilir. Aşağıdaki örnek yanlış sonuçlar verebilir.
- Termal temasın düzgün bir şekilde çiftleştirilmesi için yüzlerin ayrılması, gerekli olmasa da doğruluğu artırır.
Bir büyük yüz ve birçok küçük yüz arasındaki farklı termal dirençleri belirtmek amacıyla farklı çiftler için termal temas direncini atamadan önce büyük yüzü birçok küçük yüze ayırmanız gerekir.
Yüzlerdeki Termal Temas Direci'nin çakışmadığı durumlar
Temas eden yüzler arasındaki termal temas direncini tanımlarken parçalar arasında üst üste binen yüzler oluşturmak için ayrım çizgilerinin kullanılması önerilir. Yüzler temas ediyor ama üst üste binmiyorsa üç durum söz konusudur. Aşağıdaki durumlarda dağıtılmış direnç Rd, Ayar 1'deki yüzde bulunan malzeme katmanına karşılık olarak kabul edilir.
| Durum 1 |
Durum 2 |
Durum 3 |
|
|
|
| Ayar 2'nin mavi yüzü Ayar 1'in kırmızı yüzünü örter. |
Ayar 1'in kırmızı yüzü Ayar 2'nin mavi yüzünü örter. |
Ayar 1'in referans yüzü Ayar 2'nin mavi yüzünü kısmen örter. |
|
Toplam termal direnç: Rt = Rd / A1. A1, Ayar 1'deki yüzün alanıdır.
|
Toplam termal direnç: Rt = Rd / A1. Bu nedenle Ayar 2'deki yüz Ayar 1'deki yüzden daha küçük olsa da Ayar 1'deki yüzün tüm alanı toplam direnç hesaplanırken dikkate alınır.
Ancak, iki yüz arasında ısı aktarımı gerçekleştirmek için yalnızca ortak yansıtma alanı (bu durumda Ayar 2'deki yüzün alanı) kabul edilir.
|
Bu durum önerilmez. Ayar 1 ve Ayar 2 arasında ortak yansıtma alanı teması oluşturmak için ayrım çizgileri kullanın. |