电路模块热分析报告

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1、电路模块热应力分析报告课程名称:指导教师:学生姓名:学号:电子产品可靠性设计XXXXXXX目录1问题描述12系统建模23热边界条件64热应力计算75结果分析96热性能评估116热设计建议131问题描述该报告主要对某电路模块的热应力进行分析、评估并捉出改进建议。电路模块的形状为长方形，长为165mm,宽161mm,厚度为5mm,材料为Epoxyo电路模块上元器件如表1・1所示。其中X、Y为元器件在电路板上的中心坐标位置，表1・2为分析屮所用材料的属性。电路板的四角利用螺钉固定在机箱上。表1-1元器件信息序号代号类型X(min)Y(mm)长(mm)宽(min)高(m

2、m)功耗(W)封装类型1U1FPGA41.8573.05353521塑封2U2XCF32P83.2567.18910.05塑封3D1ADS5271121.6771.3810101.40.52塑封4D2ADS5271121.6245.1210101.40.52塑封5D3*ADS5271121.6597.8710101.40.32塑封6D40TE28140.85106.72141&40.9950.1陶瓷7D41K9K8127.03106.7212201.20.5陶瓷8D42K9K837.97106.7212201.20.5陶瓷9D43K9K850.82106.721

3、2201.20.5陶瓷10D44K9K8114.18106.7212201.20.5陶瓷11*D45MT48LC15.7566.5522.2210.161.20.8陶瓷12D47CYD18S79.1795.56191920.8塑封13D36PTH050220.43537.9722.18.751塑封14D39TE2824」5106.72141&40.9950.1陶瓷15D51*PTH050042.2342.5218.9212.578.50.9塑封16D52*PTH050012.14105.661&9212.578.50.4塑封17D54LT1764A66.9251

4、30.578.8910.2244.3820.5塑封18D55LT1764A9.32584.998.8910.2244.3820.2塑封19D58CY7C28.58135.6414201.40.6塑封20X26J30J82.5147.3229.810.97.60塑封表1・2材料属性材料名称机械性能参数热性能参数弹性模量(MPa)泊松比密度(Kg/m3)导热率(W/m°C)陶瓷3516450.17160116.7羯封15600.00.2512060.67Epoxy120000.329000.20注：1)元器件简化为长方体，忽略细节结构，认为是由单一•材料构成的实体,

5、即塑封的期间材料为塑封，陶瓷封装器件材料为陶瓷，电路板材料为Epoxyo2)电路模块初始热设计采用自然冷却散热，空气对流换热系数为10W/(m°C)环境温度为25度。3)屮*号元器件位于电路板背面，其余位于正面。问题需要利用软件仿真，当环境温度为70度时，计算电路板各元器件的壳温。分析该电路板在热设计方面应注意的问题，并给出相应的建议。2系统建模该系统母版采用单一材料、简单设计，元器件个数为20个，因此是一个相对简单的电路模块。需要对该电路模块进行热分析，明确了电路模块规模后，进一步分析所需软件，按照问题要求，该问题的分析软件需要使用Ansys,在对该软件进行试

6、用后，由于硬件原因，未能使用该软件对问题进行建模，在对同类型软件进彳亍了调查后，决定采用Flotherm进行建模分析。一方面Flotherm较为容易使用，另一方面，Flotherm是一个相对权威的热分析软件。决定采用Flotherm热分析软件后，需要对系统进行建模，将问题内容导入Flotherm软件中。在Flotherm软件中，有从Excel文件导入Flotherm的功能模块,为了能更为方便、快捷的进行建模，首先将表1屮的相关数据录入Excel,然后利用Flotherm提供的格式，将数据进行标准化，最后直接导入Flothernio导入Flotherm的过程如图2

7、-1所示：图2-lFlotherm导入流程图其屮，在对数据进行预处理阶段，需要对每个元器件的屮心位置进行修改,在Flotherm屮，元器件的坐标位置为左下角，问题给定为屮心位置，因此需要标准化处理，处理方式为问题给定X/Y坐标减掉0.5倍长/宽。经过处理后，可直接导入。导入图如图2・2所示。MlMfk'lKAM■Ik?€«*«»«TUlafINLI!«•4•I£*•VI图2-2Flotherm导入图示导入成功后，设定母版相关参数，并选定材料Epoxyo在选定材料过程屮，有两中Epoxy材料：EpoxyOvermold以及EpoxyResin,在选择过程中，通过材

8、料的导热系数进行确认，原